TWI806130B - 帶電粒子束裝置 - Google Patents

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Abstract

提供一種能夠盡可能明確地辨明射束與光的照射區域或照射位置之技術等。帶電粒子束裝置(1)，具備：位置調整標記(10)，設置於平台(6)，受到射束(b1)及光(a1)照射；及機構，設定對於平台(6)之射束(b1)的照射位置及光(a1)的照射位置，而變更包含光(a1)的照射位置與平台(6)之距離在內的相對位置關係。電腦系統(2)，基於藉由對位置調整標記(10)之射束(b1)的照射而得到的第1檢測訊號，生成拍到位置調整標記(10)的第1圖像，基於藉由對位置調整標記(10)之光(a1)的照射而得到的第2檢測訊號，生成在位置調整標記(10)的附近拍到光(a1)的照射區域的第2圖像，基於藉由機構變更位置關係時得到的第1圖像及第2圖像，調整射束(b1)的照射位置與光(a1)的照射位置。

Description

帶電粒子束裝置
本發明有關帶電粒子束裝置之技術。
帶電粒子束裝置，為電子顯微鏡或離子顯微鏡等。顯微鏡，為掃描型電子顯微鏡(Scanning Electron Microscope：SEM)等。帶電粒子束裝置，已知於試料的觀察或分析等處理中，由於試料帶電，會引起二次帶電粒子像的亮度的變動或失真。對此，作為帶電抑制技術，可舉出對一次帶電粒子束的照射區域照射光等電磁波之技術。
作為先行技術例，可舉出國際公開第2020/115876號(專利文獻1)。專利文獻1中，記載「本發明之帶電粒子線裝置，基於僅照射一次帶電粒子線時取得的第1觀察圖像，與除前述一次帶電粒子線外還照射光時取得的第2觀察圖像之間的差分，來判定前述一次帶電粒子線的照射位置和前述光的照射位置是否相符。此外，運用前述第1觀察圖像與光量計測器所做的計測結果，判定前述一次帶電粒子線的照射位置和前述光的照射位置是否相符。」之技術。
先前技術文獻 專利文獻
專利文獻1：國際公開第2020/115876號
在具有對試料照射一次帶電粒子束(以下或記載成射束)與光等電磁波(以下或記載成光)的機能之帶電粒子束裝置中，必須盡可能明確地辨明光的照射區域或照射位置。當相對於試料之射束的照射位置與光的照射位置偏離的情形下，可能會帶來不良作用。例如，當在藉由光照射而抑制帶電的目的的情形下，當它們的照射位置有偏離的情形下，可能會殘留帶電未被除去的區域。此外，例如，當基於二次電子而從電位對比像評估電氣特性的形下，可能會無法檢測電氣特性的不良。
此外，習知可基於使用者操作等，來將光照射區域和射束照射位置概略地契合。但，對檢查對象的試料表面照射的光的像差成分或強度的分布可能成為不均一的狀態。因此，該不均一性會對檢查對象的二次電子觀測訊號的激發造成影響。其結果，二次電子觀測訊號的圖像中，亮度分布可能會發生不穩定(亮度的失真等)。
上述帶電粒子束裝置中，當對試料照射射束與光雙方而從得到的灰階圖像等二次電子圖像來評估試料的電氣特性或材料特性的情形下，理想是二次電子圖像的 亮度的穩定化。為了二次電子觀測訊號的光強度、及相對應的二次電子圖像的亮度的穩定化，理想是將射束的照射位置和光的照射位置，特別是光強度分布中心位置予以高精度地契合。
本揭示之目的，在於提供一種有關帶電粒子束裝置的技術，係能夠盡可能明確地辨明射束與光的照射區域或照射位置之技術，特別是能夠將射束的照射位置和光的照射位置，特別是光強度分布中心位置予以高精度地契合之技術。針對本揭示之其他待解問題或效果等在[實施方式]中示出。
本揭示當中代表性的實施形態，具有以下所示構成。實施形態之帶電粒子束裝置，具備：帶電粒子源，產生對試料照射的帶電粒子束；光源，產生對前述試料照射的光；第1檢測器，檢測藉由對前述試料之前述帶電粒子束的照射而得到的二次帶電粒子；平台，供搭載前述試料；位置調整標記，設置於前述平台，受到前述帶電粒子束及前述光照射；第2檢測器，檢測藉由對前述位置調整標記之前述光的照射而得到的二次光；電腦系統，控制前述帶電粒子束的照射及前述光的照射，取得前述第1檢測器所致之第1檢測訊號及前述第2檢測器所致之第2檢測訊號，而生成並顯示圖像；及機構，基於前述電腦系統的控制，設定對於前述平台之前述帶電粒子束的照射位置 及前述光的照射位置，而變更包含前述光的照射位置與前述平台之距離在內的相對位置關係；前述電腦系統，基於藉由對前述位置調整標記之前述帶電粒子束的照射而得到的前述第1檢測訊號，生成拍到前述位置調整標記的第1圖像，基於藉由對前述位置調整標記之前述光的照射而得到的前述第2檢測訊號，生成在前述位置調整標記的附近拍到前述光的照射區域的第2圖像，基於藉由前述機構變更位置關係時得到的前述第1圖像及前述第2圖像，調整前述帶電粒子束的照射位置與前述光的照射位置。
按照本揭示當中代表性的實施形態，有關帶電粒子束裝置的技術，係能夠盡可能明確地辨明射束與光的照射區域或照射位置，特別是能夠將射束的照射位置和光的照射位置，特別是光強度分布中心位置予以高精度地契合。
1:帶電粒子束裝置
2:電腦系統
4:試料
6:平台
7:檢測器
8:光源
9:光源調整平台
10:位置調整標記
11:光檢測器
12:真空室
13:光控制部
14:控制部
15:圖像處理部
16:圖像顯示部
17:驅動控制部
18:記憶部
a1:光
b1:射束
[圖1]示意本揭示的實施形態1之帶電粒子束裝置的構成。
[圖2]實施形態1中，示意電腦系統的構成例。
[圖3]實施形態1中，示意位置調整標記的構成例。
[圖4]實施形態1中，示意運用位置調整標記之調整的 例子。
[圖5]實施形態1中，示意根據光照射位置之亮度變化。
[圖6]示意本揭示的實施形態2之帶電粒子束裝置的構成。
[圖7]實施形態2中，示意位置調整試料的構成例。
[圖8]實施形態2中，示意運用位置調整試料之調整的例子。
[圖9]示意本揭示的實施形態3之帶電粒子束裝置的構成。
[圖10]實施形態3中，示意處理流程。
[圖11]示意本揭示的實施形態4之帶電粒子束裝置的構成。
[圖12]實施形態4中，示意位置調整標記的構成例。
[圖13]實施形態4中，示意根據光照射位置之亮度變化。
[圖14]示意本揭示的實施形態5之帶電粒子束裝置的構成。
[圖15]實施形態5中，示意有關自動調整。
[圖16]實施形態5中，示意有關自動調整的處理流程。
[圖17]實施形態5的變形例中，示意自動調整方法。
[圖18]本揭示的實施形態6之帶電粒子束裝置中，示意短柱及位置調整試料的構成例。
[圖19]實施形態6中，示意光強度分布、及高度與距離的關係等。
[圖20]示意本揭示的實施形態7之帶電粒子束裝置的構成。
[圖21]實施形態7中，示意有關視野的移動。
[圖22]實施形態7中，示意光強度調整機構的構成例。
[圖23]實施形態7中，示意有關根據視野位置之光強度的修正。
[圖24]示意本揭示的實施形態8之帶電粒子束裝置的構成。
[圖25]實施形態8中，示意有關檢查圖像與參照圖像之比較。
以下參照圖面，詳細說明實施形態。圖面中，對同一部分原則上標註同一符號，省略反覆的說明。圖面中，各構成要素的表現，為便於理解，可能不會表示實際的位置、大小、形狀、及範圍等。說明上，當說明有關程式所做的處理的情形下，可能以程式或機能或處理部等作為主體來說明，但作為有關它們的硬體之主體，為處理器、或是由該處理器等所構成的控制器、裝置、計算機、系統等。計算機，係藉由處理器一面適宜運用記憶體或通訊介面等資源，一面執行遵照被讀出至記憶體上的程 式之處理。藉此，實現規定的機能或處理部等。處理器，例如由CPU或GPU等半導體元件等所構成。處理器，由可做規定的演算的裝置或電路所構成。處理不限於軟體程式處理，在專用電路中亦可實作。專用電路，可適用FPGA或ASIC等。程式，可事先作為資料被安裝於對象計算機，亦可從程式源作為資料被發佈而被安裝於對象計算機。程式源，可為通訊網上的程式發佈伺服器，亦可為非暫態性的電腦可讀取的記憶媒體。程式，亦可由複數個程式模組所構成。
〈實施形態1〉
運用圖1~圖5，說明本揭示的實施形態1之帶電粒子束裝置。圖1等所示實施形態1之帶電粒子束裝置1，具有能夠對試料4等照射射束b1與光a1雙方的機能。此機能，為可根據控制而達成對試料4等僅照射射束b1之情形、僅照射光a1之情形、同時照射射束b1與光a1雙方之情形的任一種。以此機能作為前提，實施形態1之帶電粒子束裝置1，具有可將射束b1的照射位置和光a1的照射位置契合的機能(記載成調整機能等)。此帶電粒子束裝置1，為了此位置調整，具有配置於平台6上之身為標記或記號的位置調整標記10。此帶電粒子束裝置1，基於使用者U1一面觀看圖像一面操作，而對平台6上的位置調整標記10照射射束b1與光a1雙方而得到檢測訊號d1。然後，此帶電粒子束裝置1，基於檢測訊號d1，調整射束b1的照射位置和光a1 的照射位置之對位。
[1-1.概要]
實施形態1之帶電粒子束裝置1，具備：帶電粒子源，產生對試料4照射的射束b1；光源8，產生對試料4照射的光a1；檢測器7亦即第1檢測器，檢測藉由對試料4照射射束b1而得到的二次電子等二次帶電粒子b2；平台6，供搭載試料4；位置調整標記10，設於平台6，受到光a1及射束b1照射；及光檢測器11亦即第2檢測器，檢測藉由對位置調整標記10照射光a1而得到的作為二次光之光a2。此外，實施形態1之帶電粒子束裝置1，具備：能夠變更包含光a1的照射位置與平台6(或平台6上的物體)的位置之距離在內的相對位置關係之機構(或記載成位置關係變更機構)。此機構，例如為光源8的驅動控制機構或平台6的驅動控制機構。此外，實施形態1之帶電粒子束裝置1，具備：電腦系統2，控制射束b1或光a1的照射，基於對試料4照射光a1並且照射射束b1時第1檢測器檢測到的第1檢測訊號，來生成並顯示圖像。電腦系統2，為帶電粒子束裝置1的控制器。
又，電腦系統2，基於對位置調整標記10照射射束b1時得到的第1檢測訊號來生成拍到位置調整標記10的圖像。電腦系統2，於控制並變更光a1的照射位置與平台6之位置關係時從第2檢測器得到第2檢測訊號。電腦系統2，基於上述位置調整標記10的圖像與上述第2檢測訊號，調整以契合射束b1的照射位置和光a1的照射位置。電 腦系統2，將上述位置調整標記10的圖像與上述第2檢測訊號對使用者U1顯示作為圖像，基於使用者U1一面觀看圖像一面操作，調整以契合射束b1的照射位置和光a1的照射位置。使用者U1，藉由一面觀看圖像一面操作，可容易地達成射束b1的照射位置和光a1的照射位置之對位。
[1-2.帶電粒子束裝置]
圖1示意實施形態1之帶電粒子束裝置1的構成。帶電粒子束裝置1，大致區別，具備包含真空室12之機構，與連接其之電腦系統2。帶電粒子束裝置1，具備電子光學系統、光照射系統、及圖像生成系統。電子光學系統，由配置於真空室12內的電子源101、偏向器102、電子透鏡103、試料4、試料托座5、平台6、檢測器7等所構成。檢測器7，為二次電子檢測器，為了區別亦記載成第1檢測器。
光照射系統，由光源8、光源調整平台9、位置調整標記10、光檢測器11、及光控制部13等所構成。光檢測器11，為了區別亦記載成第2檢測器。圖像生成系統，由控制部14、圖像處理部15、及圖像顯示部16等所構成。
電腦系統2，具有控制部14、圖像處理部15、圖像顯示部16、光控制部13、驅動控制部17、及記憶部18等。控制部14，主要為控制電子光學系統的部分，取得來自檢測器7的檢測訊號d1(為了區別亦記載成第1檢測 訊號)。光控制部13，主要為控制光照射系統的部分，取得來自光檢測器11的檢測訊號c1(為了區別亦記載成第2檢測訊號)。檢測訊號c1，為檢測基於光a1的照射而得的二次光亦即光a2之訊號，為帶有光強度分布之訊號。檢測訊號d1，為檢測僅照射射束b1時的二次電子等二次帶電粒子b2之訊號、或是照射射束b1與光a1雙方時的二次帶電粒子b2之訊號。
驅動控制部17，為驅動控制平台6等的機構的部分。實施形態1中，電腦系統2，藉由控制驅動控制部17或光控制部13，能夠控制使得包含光a1的照射位置與平台6(或平台6上的物體)的位置之距離在內的相對位置關係變化。平台6的位置的控制，至少包含圖示的X方向及Y方向的移動的控制，亦可更做Z方向的移動的控制。由於是周知技術故省略說明，惟帶電粒子束裝置1可達成試料4往真空室12內之搬送或試料4往平台6上之配置，及真空室12內的真空排氣控制等。
作為說明上的方向及座標系，具有圖示的X方向、Y方向、Z方向。X方向及Y方向，為和平台6的上面建立對應而構成水平面之正交的2個方向，換言之當平台6為圓形等的情形下為徑方向。Z方向，為相對於X方向及Y方向垂直之鉛直方向，換言之為高度方向。
試料4，為觀察對象亦即晶圓等試料。試料4，被乘載而保持於平台6上的試料托座5。另，圖1中，係圖示著對於後述的位置調整標記10之照射時的狀態，而非 試料4的觀察時。此時，於X方向，位置X0示意相對於位置調整標記10的表面(就高度方向的基準位置而言為位置Z0)之射束b1或光a1的照射位置。對位後，於通常的試料4的觀察時，可藉由平台6等的控制，而在此位置X0配置試料4。雖省略說明，惟同樣地，於Y方向亦可做位置的移動或調整。本例中，有關Z方向，是將位置Z0訂為基準位置。位置Z0，為和平台6上的試料4的表面相對應之位置。位置調整標記10的表面，亦以契合此位置Z0之方式配置。高度方向的基準位置，不限於位置Z0而是可設定，例如亦可將平台6的上面訂為基準位置。
當觀察試料4的情形下，電腦系統2從控制部14驅動控制電子光學系統等。控制部14，對電子光學系統的各部賦予控制訊號。基於此，從帶電粒子源亦即電子源101放出的一次帶電粒子束亦即射束b1，會藉由偏向器102而被偏向，藉由電子透鏡103而被聚焦，在平台6上的試料4的表面掃描。掃描可為X方向或Y方向。本例中，對於平台6上的試料4之射束b1的照射方向的基準為Z方向。
一旦射束b1照射至試料4的表面，則從試料4的表面會放出二次電子等作為二次帶電粒子b2。檢測器7，檢測該二次帶電粒子b2作為檢測訊號d1。檢測器7，具有二維排列而成的元件，故可檢測二次帶電粒子b2所成的二維的像。控制部14，設計成使其和電子光學系統的控制訊號中的射束b1的掃描訊號同步，而檢測、取得來自檢測器7的二次電子訊號作為檢測訊號d1。
圖像處理部15，基於檢測訊號d1，生成二次電子圖像。此圖像具有二維排列而成的像素，各像素具有亮度等資訊。圖像顯示部16，將藉由圖像處理部15生成的二次電子圖像顯示於顯示畫面。使用者U1，能夠在該顯示畫面觀看該圖像。此外，電腦系統2，將各檢測訊號或二次電子圖像等的資料記憶於記憶部18。
實施形態1等中，光源8例如適用雷射光源，照射出的光a1為雷射光。光a1可適用者不限於此。作為其他種類的光，例如可適用將白色光分光而將特定的分光予以聚光而成的光。
帶電粒子束裝置1，基於從光控制部13的控制，能夠將來自光源8的光a1對平台6上的物體照射。例如，藉由對試料4照射光a1，能夠抑制試料4的帶電。光源8，基於控制，可制光a1的照射的ON/OFF或功率。在光源8，設有光源調整平台9(換言之為光源驅動機構)、或透鏡等的光學系統。光源調整平台9，藉由驅動而調整光源8的位置或方向。藉由此調整，可調整相對於平台6上的物體之光a1的照射的位置或方向。光源8的位置，例如可調整在圖示的X，Y，Z方向的各方向的位置。光源8的方向，亦即光a1的照射的方向，例如可調整藉由圖示的角度θ等所規定的方向。角度θ，為相對於Z方向之入射角。
另，實施形態1等中，各機構被配置成使得來自光源8的光a1如圖示般相對於平台6帶有角度θ而從斜向照射。這是因為相對於平台6在Z方向的上側配置有電子 光學系統等，避免和它們的配置重疊。各機構的配置等的構成不限定於此。例如，亦可構成為運用鏡等的光學系統，將來自配置於和圖1相異位置的光源8的光相對於平台6上的物體從規定的方向照射。此外，光源8或光檢測器11等的機構，係機構的一部分被組裝成配置於真空室12內，以便達成對於真空室12內的試料4等之光a1的照射或光a2的檢測。有關該些機構的組裝構成亦無特別限定。
從光源8照射的光a1，會照射至平台6上的物體，例如位置調整標記10或試料4等的表面，而作為二次光的光a2會藉由光檢測器11被檢測作為檢測訊號c1。檢測訊號c1，通過訊號線被送至光控制部13或圖像顯示部16。光檢測器11的一例，為攝像元件二維地排列而成的CCD相機。光檢測器11不限於相機，只要是能夠檢測光的強度(相對應的亮度)的變化之裝置即可。
帶電粒子束裝置1，當進行射束b1的照射位置和光a1的照射位置之對位時係依以下方式控制。帶電粒子束裝置1，令平台6移動，將平台6上的位置調整標記10配置於位置X0，以便成為如圖1般的狀態。電腦系統2，從控制部14控制電子光學系統，控制對於位置調整標記10之射束b1的照射位置。此外，電腦系統2，從光控制部13控制光源8及光源調整平台9，控制對於位置調整標記10之光a1的照射位置。藉此，對於位置調整標記10的位置Z0的表面，會照射射束b1與光a1雙方。
從光源8振盪出的雷射光，藉由光源調整平 台9或光學系統，而被調整對於位置調整標記10的表面之照射位置。當光源8的位置被變更的情形下，伴隨此，光a1的照射位置亦被變更。當光源8的方向(例如角度θ)被變更的情形下，伴隨此，光a1的照射位置亦被變更。
實施形態1等中，作為照射的光a1，使用紅色的波長區域。作為光源8，可使用單一波長者，亦可選擇或藉由諧波產生等來將波長變換成包含必要的波長範圍之可見光源的特定波長者。
圖像顯示部16，除顯示二次電子圖像等的各種圖像外，還提供伴隨用來供使用者U1所做的帶電粒子束裝置1的操作之GUI的顯示畫面。使用者U1可一面觀看顯示畫面一面做各種設定或機構的操作等。
[1-3.電腦系統]
圖2示意電腦系統2的構成例。電腦系統2，由電腦200、與連接至電腦200之輸入裝置205或顯示裝置206所構成。電腦200，由處理器201、記憶體202、通訊介面裝置203、輸出入介面裝置204、及將它們相互連接的匯流排等所構成。在輸出入介面裝置204，例如連接有鍵盤或滑鼠等的輸入裝置205、或液晶顯示器等的顯示裝置206。通訊介面裝置203，亦藉由訊號線而連接至圖1的檢測器7等的各部，而與各者之間進行訊號的輸出入或通訊。此外，通訊介面裝置203，亦可藉由規定的通訊介面(例如LAN)連接至外部的裝置(例如伺服器)，而進行與外部的裝置之通 訊。
處理器201，例如由CPU、ROM、RAM等所構成，其構成電腦系統2的控制器。處理器201，基於軟體程式處理，而實現電腦系統2的機能及圖1的光控制部13等的各部。機能，包含將射束b1和光a1的照射位置對位之調整機能。
記憶體202，由非揮發性記憶裝置等所構成，存儲處理器201等所使用的各種資料或資訊。在記憶體202，存儲著控制程式202A、設定資訊202B、檢測資料202C、及圖像資料202D等。控制程式202A，為用來實現機能之程式。設定資訊202B，為控制程式202A的設定資訊或使用者U1所做的使用者設定資訊。設定資訊202B，例如亦可包含控制用的閾值等的資訊。檢測資料202C，為和來自檢測器7的檢測訊號d1或來自光檢測器11的檢測訊號c1相對應之資料。圖像資料202D，為顯示於圖像顯示部16的圖像之資料。
[1-4.位置調整標記]
圖3示意位置調整標記10的構成例。圖3的上側的(a)示意以X-Y面從上方觀看位置調整標記10之構成，圖3的下側的(b)示意以X-Z面從側方觀看位置調整標記10的截面之構成。(a)的從上面觀看之構成中，位置調整標記10為規定的直徑R0的圓形，具有上面部20、孔21、及溝22。圖示的點p1，為位置調整標記10及孔21的中心位置。溝22，具有 將X方向的溝與Y方向的溝結合而成的十字形狀，溝22的幅度和孔21的直徑R1相同。孔21，為直徑R1的圓形。直徑R1，例如訂為將帶電粒子束裝置1的視野設為最低倍率時/的情形下，孔21納入該視野內而可看見之大小。另，視野，為能夠基於射束b1而觀察成為像的範圍。為此，孔21的直徑R1，例如訂為數百μm的尺度的尺寸。
(b)的從側方觀看的構成中，示意對於平台6的一部分的上面的短柱(stub)搭載位置調整標記10之情形的構成例。位置調整標記10，例如亦可具有像這樣對於平台6的短柱可裝卸之構造。位置調整標記10的下面側的一部分呈凸部，以深入短柱的凹部之方式被安裝、固定。此外，本例中，示意光a1的照射位置和位置調整標記10及孔21的中心點p1一致之情形。短柱，為備妥於平台6的一部分例如外周附近之確認用的托座的一種。位置調整標記10的設置的態樣不限定於此。
上面部20，位於高度的基準位置Z0，距平台6上面具有高度h0。溝22，距平台6上面具有高度h1，距基準位置Z0亦即上面部20具有深度h2。孔21，距基準位置Z0亦即上面部20具有深度h3，比溝22的深度h2還深。孔21的下側的開口，藉由安裝至平台6的短柱而被封閉。
[1-5.運用位置調整標記之調整]
圖4為示意有關運用圖3的位置調整標記10之射束b1的照射位置和光a1的照射位置之對位調整的模型說明圖。圖 4的(1a)，(1b)，(2a)，(2b)，(2c)示意調整中的狀態的變遷例。圖4的(A)中的(1a)及(1b)，為基於檢測器7的檢測訊號d1之二次電子圖像的例子，為低倍率的圖像。圖4
Figure 110130810-A0305-02-0020-2
(B)中的(2a)，(2b)，(2c)，為基於光檢測器11的檢測訊號c1之圖像(光檢測器圖像)的例子。另，圖4中著眼於孔21，而省略溝22。
首先，使用者U1以圖像顯示部16目視確認二次電子圖像。視野被調成低倍率，以便位置調整標記10的孔21全體在顯示畫面的圖像中顯示。使用者一面觀看圖像，一面藉由操作使得視野內拍到位置調整標記10。操作，為位置關係變更機構的操作。(1a)的圖像301，為視野的二次電子圖像，本例中為看見孔21的一部的狀態。使用者U1一面圖像，一面藉由操作302使得視野內拍到位置調整標記10的孔21全體。特別是，使用者U1藉由操作302使得孔21的位置契合視野的中心。操作302的例子，為將視野保持一定，而令平台6朝X方向的右方移動。藉此，便成(1b)般的圖像303的狀態。本例中，此圖像303，示意相對於視野的中心點(示意成2條單點鏈線的交點)而言，孔21的中心點p1近乎一致之情形。藉由上述(A)的調整，先讓和視野的中心相對應之射束b1的照射位置(圖1中的位置X0)與位置調整標記10的中心點p1成為被對位的狀態。
接著，圖4的(B)中，進行運用光a1之調整。使用者U1，以圖像顯示部16目視確認基於光檢測器11的檢測訊號c1之圖像(光檢測器圖像)。另，圖像顯示部16的顯 示畫面中，可達成切換顯示如(A)的二次電子圖像與如(B)的光檢測器圖像之一方，亦可同時並列顯示雙方。首先，例如顯示如(2a)的圖像305。圖像305的框，亦可被契合成和二次電子圖像的視野相同。此光檢測器圖像中，拍到位置調整標記10的孔21、及光311。光311，為和圖1的二次光亦即光a2相對應之光像，拍起來成為帶有光強度分布的光照射區域、光照射徑。圖像中，例如孔21看起來為黑色，光311為白色。如圖1般，光檢測器11配置於相對於位置調整標記10斜向的位置，故圖像305中，孔21等看起來成為斜向扭曲成橢圓狀的區域。
使用者U1，藉由操作306挪動光源調整平台9，藉此使光源8的位置等變化，而使相對於位置調整標記10之光a1的照射位置變化。藉此，使用者U1，藉由光a1照射至孔21，而找出光檢測器圖像內光311的亮度變暗之位置。(2b)的圖像307，示意這樣的操作306中的光311的變化例。箭頭所示方向308，為使光a1的照射位置變化時的移動方向的一例。本例中，將此移動方向僅設為1個方向308，但不限於此，可根據光源調整平台9等的機構的操作而朝各方向移動。使用者U1，由操作309及搜尋的結果，例如將(2c)般的圖像310的狀態訂為光311的亮度成為最暗的狀態。此圖像310中，光a1的照射位置落入孔21內，藉此和該光a1相對應之光312的亮度會變暗。
藉由上述(B)的調整，讓和視野的中心相對應之射束b1的照射位置(圖1中的位置X0)與位置調整標記 10的中心點p1與光a1的照射位置成為被對位的狀態。亦即，運用位置調整標記10，讓射束b1的照射位置與光a1的照射位置成為被對位的狀態。
[1-6.有關溝]
圖3的溝22並非必須，亦可構成為不設置，即使不設置的情形下，仍可做和圖4同樣的調整。實施形態1中，藉由設置溝22，於如圖3(a)般從上方觀看的圓形的區域中，在每一部分會設有相異3種類的高度、深度。就溝22的作用而言舉出如下。如圖4中亦說明般，使用者U1一面觀看基於檢測器7的檢測訊號d1之圖像或基於光檢測器11的檢測訊號c1之圖像，一面進行用來做射束b1的照射位置和光a1的照射位置之對位的操作。此操作，包含挪動平台6或光源8等，而使光a1與平台6(特別是位置調整標記10)之相對位置關係變化的操作。隨著此操作，在視野的圖像內，對於位置調整標記10之光a1的照射所造成的亮度的狀態會變化。根據光a1照射之處(上面部20、溝22、孔21)，看起來成為相異亮度。另，X-Y面中，所謂光a1的照射位置，係光強度分布的中心點，例如強度成為峰值的點。
伴隨使用者U1的操作(例如平台6的移動)，光a1的照射位置多半會先成為上面部20或溝22。根據操作，照射位置會從上面部20變為溝22，或從溝22變為上面部20。例如，當照射位置從上面部20變為溝22的情形下，由於它們的高度、深度的差異，光檢測器圖像中的亮度會 變低。故，使用者U1由此亮度變化，便知目前的光a1的照射位置位於溝22內。接著，根據操作，光a1的照射位置沿著溝22以X方向或Y方向移動。隨此，照射位置例如從溝22變為孔21。此時，由於它們的高度、深度的差異，光檢測器圖像中的亮度會大幅變低。故，使用者U1由此亮度變化，便知目前的光a1的照射位置位於孔21內。像這樣，使用者U1可根據操作，以讓圖像內的光的亮度成為最低狀態之方式，容易地將光a1的照射位置契合於位置調整標記10的孔21的中心點p1附近。
[1-7.根據光照射位置之亮度變化]
圖5示意當如圖4的(B)般令對於位置調整標記10之光a1的照射位置變化的情形下，基於光檢測器11的檢測訊號c1之根據光照射位置的亮度變化的模型說明圖。圖5的上側的(a)示意如同圖3的(b)的相對於位置調整標記10之光a1的照射位置的例子。光401，402，403，為光a1的照射的例子。本例中，示意各光的照射的方向(對應的角度θ)為一定，就照射位置而言X方向的位置為異之情形。使用者U1，基於操作，藉由光源調整平台9使光源8的位置等變化，藉此使相對於位置調整標記10的上面之光a1的照射位置例如在X方向移動。光401或光403為照射位置(以白點示意)成為上面部20或溝22的例子，光402為照射位置成為孔21內的例子。
圖5的下側的(b)的圖表，橫軸例如為在X方 向的光照射位置(換言之為距基準位置的距離)，縱軸為亮度(換言之為相對應的光強度)。如光402般，當光a1的照射位置成為孔21內時/的情形下，如圖表所示，亮度會變低。圖表的曲線，是以和孔21的中心點p1相對應之基準位置X0為中心而亮度最低，愈遠離位置X0則亮度愈高之曲線。
實施形態1之帶電粒子束裝置1，如前述般，能夠運用位置調整標記10而藉由使用者U1的操作進行射束b1和光a1的照射位置之對位。又，實施形態1之帶電粒子束裝置1，亦可將該對位設為電腦系統2的處理所致之自動調整、或用於支援使用者操作之半自動調整而進行。自動調整的情形下，電腦系統2進行以下般的處理。
電腦系統2，針對圖5的(b)的圖表，設定亮度的閾值TH1作為控制用。在位置Xa，Xb示意亮度成為閾值TH1的位置。位置Xa，為從亮度高的狀態開始變低的位置的例子。位置Xb，為從亮度低的狀態再度開始變高的位置的例子。電腦系統2，共基於檢測訊號c1的圖像與閾值TH1，算出這樣的位置Xa，Xb，而算出位置Xa與位置Xb之距離Lx。電腦系統2，算出位於距離Lx的二分之一的位置(圖5中的位置X0)。電腦系統2，將算出的位置訂為中心，而將光a1的照射位置契合此中心的位置。或者，電腦系統2，將這樣的位置(位置X0)在圖像顯示部16的顯示畫面顯示作為支援資訊。然後，使用者U1一面觀看圖像及其支援資訊，一面藉由操作，如圖4般找出光的亮度成為最 低的位置，使得光a1的照射位置契合該位置亦可。
[1-8.效果等]
如上述般，按照實施形態1之帶電粒子束裝置1，能夠盡可能明確地辨明射束b1與光a1的照射區域或照射位置，特別是能夠將射束b1的照射位置和光a1的照射位置(特別是光強度分布中心位置)予以高精度地契合。藉此，按照實施形態1，能夠取得穩定的亮度的二次電子圖像。
實施形態1之帶電粒子束裝置1，係對位置調整標記10照射射束b1而一面觀察二次電子圖像一面將位置調整標記10契合二次電子圖像的視野中心，接著對位置調整標記10照射光a1而藉由光檢測器11檢測亮度變化而藉由圖像觀察，藉由光源調整平台9等調整光a1的照射位置使得亮度成為最低。藉此，能夠將二次電子圖像的視野的中心和光a1的中心契合，而能夠將射束b1的照射位置和光a1的照射位置契合。
〈實施形態2〉
運用圖6~圖8，說明實施形態2。實施形態2等中的基本構成和實施形態1共通，以下說明有關實施形態2等中和實施形態1相異的構成部分。圖6等所示實施形態2之帶電粒子束裝置1，是運用配置於平台6上的位置調整試料60，進行射束b1的照射位置和光a1的照射位置之對位。此位置調整試料60，為有別於通常的試料4(圖1)之對位用的器 件。位置調整試料60，當觀察對象的試料4為矽晶圓的情形下，構成為和其相對應之位置調整晶圓。位置調整試料60，例如具有和觀察對象的試料4概略相同的形狀。位置調整試料60的表面的構造和試料4相異。
[2-1.概要]
實施形態2之帶電粒子束裝置1，對此位置調整用試料60，照射讓矽晶圓與雜質擴散層所形成的接合活化之波長的光a1，藉此除去位置調整用試料60的表面的帶電，而使放出的二次電子增加。電腦系統2，對位置調整用試料60照射光a1，並且計測基於照射射束b1時第1檢測器檢測出的第1檢測訊號而生成的圖像中顯現之光強度分布。基於此，電腦系統2，算出射束b1的照射位置與光a1的強度分布的峰值位置之相關關係。電腦系統2，基於該相關關係，算出光a1的照射位置與平台6的位置之位置關係中的變化量，基於該變化量控制機構而使位置關係變化，藉此調整使得射束b1的照射位置和光a1的強度分布的峰值位置對位。
實施形態2之帶電粒子束裝置1，除和實施形態1同樣的構成要素外，還具備配置於平台6上的位置調整用試料60。此位置調整用試料60，於矽晶圓的表面，形成絕緣膜作為第1區域，形成導電性插栓作第2區域，在第2區域的下方形成雜質擴散層，於表面周期性地配置導電性插栓及雜質擴散層。
[2-2.帶電粒子束裝置]
圖6示意實施形態2之帶電粒子束裝置1的構成。圖6的構成，相對於圖1的構成就主要相異點而言，係具有位置調整試料60來取代位置調整標記10。對位時，如圖6般，在平台6上配置位置調整用試料60。例如，在平台6上的試料托座5搭載、固定位置調整用試料60。另，對位後，基於操作，在平台6上配置觀察對象的試料4，試料4被配置於視野，而可做試料4的觀察。
帶電粒子束裝置1，對於位置調整晶圓60的表面，照射射束b1並且照射光a1。藉此，位置調整試料60，在圖7的光照射部分的PN接合65產生載子612，而具有讓二次電子放出量變化這樣的構造。
[2-2.位置調整試料]
圖7示意位置調整試料60的構造例，特別是示意位置調整試料60的表面附近的截面。位置調整試料60，是藉由在P型半導體基板61做N型離子摻雜而形成的N型半導體62(換言之為雜質擴散層)，藉此形成有PN接合65。在各PN接合65(相對應的N型半導體62)上，形成有多晶矽(Poly Si)插栓63作為導電性插栓。多晶矽插栓63的側面，藉由SiO2氧化膜等的絕緣膜64而被覆蓋。在位置調整試料60的表面亦即X-Y面，這樣的複數個多晶矽插栓63以規定的周期排列。多晶矽插栓63所使用的材料，是訂為來自光源8的光 a1的波長的穿透性高的材料。此材料，亦可變更成和使用的光a1的波長契合之材料。
帶電粒子束裝置1，對於位置調整試料60的表面，照射低加速能量的射束b1(例如射束601)。在此情形下，從位置調整試料60的表面，會放出二次電子602作為二次帶電粒子b2。此時，從表面的多晶矽插栓63會放出二次電子602，藉此在多晶矽插栓63的表面會帶正電。藉由此帶電603的影響，基於此時的二次電子602的檢測之二次電子圖像中，亮度值小，成為暗的圖像。
另一方面，帶電粒子束裝置1，於對位時，如上述般對於已照射射束b1的位置調整試料60的表面，照射來自光源8的光a1(例如光611)。對於有PN接合65的部分，照射超出能隙的波長域的光611。多晶矽插栓63，令光611良好地穿透，穿透的光照射至N型半導體62及PN接合65。藉此，產生帶有電荷的載子612。產生的載子612，作用在於抵消由於表面的正的帶電603而偏頗的電荷。故，受到光a1照射的多晶矽插栓63，二次電子613的放出量會再次增加，基於二次帶電粒子b2的檢測之二次電子圖像，其亮度值大，成為亮的圖像。
本例中，作為在位置調整試料60的表面之絕緣膜64與多晶矽插栓63的周期性配置，是訂為多晶矽插栓63的行列狀的配置，但可不限於此。
[2-3.運用位置調整試料之調整]
圖8為示意運用位置調整試料60之對位時，基於檢測器7的檢測訊號d1之二次電子圖像的顯示例的模型說明圖。此二次電子圖像，於和視野相對應之圖像中，為受到射束b1與光a1雙方照射的情形下觀察位置調整試料60的上面之圖像。
圖8的(A)的二次電子圖像亦即圖像701，示意光a1的照射區域亦即光702被納入以四角示意的視野內之情形。光702，為以光a1的照射位置作為中心而帶有光強度分布的區域，換言之為照射徑或光像。本例中，示意相對於視野的中心(示意成2條雙點鏈線的交點)而言，光a1的照射位置概略地契合之情形。視野的尺寸，例如訂為100~200μm，以便能夠確認光a1的照射徑亦即光702的全體。圖6的多晶矽插栓63的徑R63，相對於視野的尺寸充分地細。因此，電腦系統2，如圖8的(A)般，能夠取得在照射光a1的部分會顯現光強度分布的光702之二次電子圖像。
圖8的(B)示意(A)的一部分區域703的放大圖。像這樣當放大觀看位置調整試料60的表面的情形下，複數個多晶矽插栓63呈行列狀排列的構造。藉由圖7中說明的原理，受到光a1照射的部分(多晶矽插栓63A)會相對地變亮，未受到光a1照射的部分(多晶矽插栓63B)會相對地變暗。另，多晶矽插栓63的徑R63與間隔P63的尺寸，亦可根據調整中使用的視野的尺寸或圖像的像素解析力等而被變更。
圖8的(A)的圖像中的光702，為成為理想的圓形之情形。在此情形下，光a1的照射中心亦即照射位置，相當於此光702的圓形的中心點。帶電粒子束裝置1，藉由光源8或透鏡等的機構，修正光a1的照射中的形狀或像差等，以使圖像中的光702成為圓形。藉由使照射面及圖像中的光702成為圓形，使用者U1更容易做對位的調整。
然而，由於構成為例如如圖6般對於平台6上的物體從斜向方向照射光a1，當缺乏機構所做的修正的情形下，圖像中的光的形狀或強度分布會發生偏頗或失真。在該情形下，作為光a1的照射中心的有效部分，相當於光a1的強度分布最強烈顯現的位置。即使在此情形下，使用者U1只要一面觀看二次電子圖像，一面調整使得光a1的強度分布最強烈顯現的位置(圖像上最亮的位置)契合二次電子圖像的視野的中心即可。藉此，便能透過位置調整試料60，將和視野的中心建立對應之射束b1的照射位置、與光a的照射位置予以對位。
另，(A)的低倍率的視野的圖像701中，位置調整試料60的表面的複數個多晶矽插栓63，由於排列密集，換言之密度高，故使用者U1幾乎看不見。故，光702在使用者U1看來，不是複數個圓或點的群，而是近乎一個圓形。又，在該圓形的光702當中，可看見亮度的濃淡。
另，電腦系統2，於各圖像顯示時，作為圖像使用者介面(GUI)的一例，亦可顯示視野的中心點等作 為支援資訊。例如，亦可顯示如圖示般的2條的單點鏈線作為表示視野的中心的線的圖像。
[2-4.效果等]
按照實施形態2之帶電粒子束裝置1，能夠基於照射射束b1與光a1時的第1檢測訊號而將射束b1的照射位置和光a1的照射位置，特別是光強度分布的峰值位置予以契合。藉此，能夠取得穩定的亮度的二次電子圖像。
實施形態2之帶電粒子束裝置1，係一面觀察對位置調整試料60照射射束b1與光a1而取得的二次電子圖像，一面藉由光源調整平台9等調整光a1的照射位置，以使光照射徑的亮度最高的部分契合視野中心。按照實施形態2，不需如先行技術例子般使用由射束照射時的第1檢測訊號與光照射時的第2檢測訊號之差分來契合光照射位置這樣的機構，只要取得射束b1與光a1照射時的檢測訊號d1，便能將射束b1和光a1的照射位置予以契合。
實施形態2中，如圖7般運用將根據射束b1與光a1的照射而放出的二次電子增多而增亮之構造的位置調整試料60，藉此，即使不運用光檢測器11，仍能以視覺確認二次電子圖像中光a1的強度分布作為光照射徑(光702)。使用者U1，容易以視覺確認光a1的強度分布。藉此，能夠將射束b1的照射位置和光a1的強度分布的峰值位置予以高精度地對位。
實施形態2中，於位置調整試料60使用時， 只要使用來自檢測器7的檢測訊號d1即可，有關光檢測器11的檢測訊號c1則未使用。實施形態2中，有關光檢測器11，能夠利用於確認光a1照射時的光強度分布等的用途。作為變形例，亦可為不設置光檢測器11之形態。
位置調整試料60，不限於維持晶圓的樣子使用之形態。位置調整試料60，亦可作為將被製造成為晶圓之物予以切割出可搭載於帶電粒子束裝置1的平台6上的合適尺寸而成之物來使用。
本揭示例子中，設想了當射束b1與光a1之照射位置的差為數十μm尺度的情形，及當位置調整試料60的多晶矽插栓63的尺寸(徑R63)為數μm尺度的情形。也就是說，相對於調整對象亦即照射位置的差之距離而言，構成圖像上的光702的點的尺寸係充分小。不限於此，構成要素亦可適用其他的尺寸。
〈實施形態3〉
運用圖9~圖10，說明實施形態3。圖9等所示實施形態3之帶電粒子束裝置1，係運用實施形態1中說明的位置調整標記10、與實施形態2中說明的位置調整用試料60雙方，而將射束b1和光a1的照射位置之對位訂為2階段的調整來進行。實施形態3之帶電粒子束裝置1，先使用位置調整標記10進行粗調整(訂為第1調整)，再使用位置調整用試料進行精調整(訂為第2調整)。第2調整，意指做成比第1調整中的對位結果的精度還高精度的對位結果。
另，實施形態3中，雖示意將位置調整標記10使用於粗調整(第1調整)，將位置調整試料60使用於精調整(第2調整)的情形，但不限定於在這樣的關係下的使用。實施形態3之帶電粒子束裝置1，例如亦可使用使用者U1選擇之物(位置調整標記10或位置調整試料60)來進行對位調整。
[3-1.帶電粒子束裝置]
圖9示意實施形態3之帶電粒子束裝置1的構成。圖9的構成，相對於圖1或圖6的構成就主要相異點而言，係在平台6上配置有位置調整標記10與位置調整試料60雙方。位置調整標記10的構成和實施形態1相同，位置調整試料60的構成和實施形態2相同。帶電粒子束裝置1，作為位置關係變更機構，例如可藉由平台6的移動的控制，來相對於基準位置X0(在X方向的射束b1的照射的基準位置)配置位置調整標記10，或配置位置調整試料60。圖9中示意在基準位置X0配置位置調整標記10的狀態。
[3-2.處理流程]
圖10示意實施形態3之帶電粒子束裝置1中，包含進行射束b1和光a1之對位的情形下的處理或動作之流程，具有步驟S101~S108。本流程，大致區別具有步驟S101~S103所示之第1調整，及步驟S104~S106所示之第2調整。
步驟S101中，電腦系統2，藉由位置關係變 更機構(例如平台6)的驅動控制，在受到射束b1照射的基準位置，配置位置調整標記10。步驟S102中，電腦系統2，基於控制部14的控制，對位置調整標記10照射射束b1，基於檢測器7的檢測訊號d1而生成並顯示二次電子圖像。使用者U1，藉由一面觀看該圖像一面操作，調整使得位置調整標記10契合視野內的中心(如同圖4的(A))。
步驟S103中，電腦系統2，基於光控制部13的控制，對位置調整標記10照射光a1，基於光檢測器11的檢測訊號c1而生成並顯示光檢測器圖像。使用者U1，藉由一面觀看該圖像一面操作，而調整使得光a1的照射位置契合位置調整標記10(相對應的射束b1的照射位置)(如同圖4的(B))。藉此，第1調整結束。
接著，步驟S104中，電腦系統2，藉由位置關係變更機構(例如平台6)的驅動控制，在受到射束b1照射的基準位置，配置位置調整試料60。步驟S105中，電腦系統2，基於控制部14的控制，對位置調整試料60照射射束b1。與此同時，電腦系統2，基於光控制部13的控制，對位置調整試料60照射光a1。電腦系統2，基於檢測器7的檢測訊號d1而生成並顯示二次電子圖像。
步驟S106中，使用者U1藉由一面觀看該圖像一面操作，而調整使得光a1的照射位置(光照射區域的光強度分布的中心)契合視野內的中心(相對應的射束b1的照射位置)(如同圖8)。藉此，第2調整結束。
步驟S107中，電腦系統2，藉由位置關係變 更機構(例如平台6)的驅動控制，在上述對位完畢的基準位置，配置觀察對象的試料4。步驟S108中，電腦系統2，藉由機構的控制，對試料4照射射束b1與光a1，得到基於檢測訊號d1之二次電子圖像，而進行試料4的觀察。
[3-3.效果等]
按照實施形態3之帶電粒子束裝置1，係先使用能夠照射光a1(雷射光)而將光a1契合於亮度降低的位置之構造的位置調整標記10，而能夠進行粗調整(第1調整)。其後，使用具有能夠讓該光a1(雷射光)的波長的頻帶良好地穿透、吸收的部分之構造的位置調整用試料60，便能進行將照射光a1與射束b1而得到的第1檢測訊號中顯現的光強度分布和射束照射位置予以契合之精調整(第2調整)。按照實施形態3，夾雜著使用者U1一面觀看圖像一面操作，而進行這樣的2階段的調整，藉此便能高精度且有效率地實現射束b1的照射位置和光a1的照射位置之對位。又，按照實施形態3，亦可將精調整(第2調整)自動化，藉此能夠減少使用者U1的作業麻煩而簡便地實現光a1與射束b1之位置關係的調整。
〈實施形態4〉
運用圖11~圖13，說明實施形態4。實施形態4，為實施形態1的變形例。
[4-1.帶電粒子束裝置]
圖11示意實施形態4之帶電粒子束裝置1的構成。實施形態4之帶電粒子束裝置1，不需要前述的圖1的光檢測器11因此未設置，檢測系統設置成1個檢測器7B。檢測器7B，在入射側配置有能量濾波器7C。控制部14，與檢測器7B及能量濾波器7C。控制部14，控制能量濾波器7C的切換等。控制部14，取得來自檢測器7B的檢測訊號e1。
根據對於平台6上的物體之來自光源8的光a1的照射，會產生光電子a3。檢測器7B，檢測藉由射束b1的照射而產生的二次帶電粒子b2、及藉由光a1的照射而產生的光電子a3雙方。射束b1的照射所引起的二次帶電粒子b2、與光a1的照射所引起的光電子a3有能量差，二次帶電粒子b2會比光電子a3來得高能量。
實施形態4中，電腦系統2，在欲檢測基於射束b1之二次帶電粒子b2的情形/時間、與欲檢測基於光a1之光電子a3的情形/時間下，控制檢測。作為該控制的具體例，控制部14，藉由做能量濾波器7C的切換等控制，來藉由檢測器7B辨別並檢測二次帶電粒子b2與光電子a3。檢測訊號e1，作為根據此時的切換等控制之內容的訊號，會成為二次帶電粒子b2的檢測訊號、或光電子a3的檢測訊號。
能量濾波器7C，例如為截止規定的能量成分，而使別的規定的能量成分通過之濾波器。電腦系統2，當欲檢測射束b1的情形/時間下，將能量濾波器7C控 制成第1狀態，藉此檢測二次帶電粒子b2作為檢測訊號e1。電腦系統2，當欲檢測光電子a3的情形/時間下，將能量濾波器7C控制成第2狀態，藉此檢測光電子a3作為檢測訊號e1。能量濾波器7C的控制，亦可設計成切換在檢測器7B的入射側***與非***能量濾波器7C。圖像處理部15，基於檢測訊號e1，生成二次電子圖像或光電子圖像。圖像顯示部16，顯示該些圖像。
實施形態4之帶電粒子束裝置1，於對位時，如同實施形態1般，對於平台6上的位置調整標記10照射射束b1與光a1，基於檢測器7B的檢測訊號e1而顯示二次電子圖像或光電子圖像。光電子圖像，如同圖4的(B)的光檢測器圖像般，成為反映出光電子a3所致之亮度的圖像。使用者U1，一面觀看該些圖像，一面操作位置關係變更機構(例如平台6或光源調整平台9)，藉此便能將射束b1的照射位置和光a1的照射位置予以契合。
[4-2.位置調整標記]
圖12示意實施形態4中的位置調整標記10(10B)的構成例。此位置調整標記10B，具有和基於圖11的包含檢測器7B的構成而利用光電效應果之情形相對應的構造。位置調整標記10B，在(a)的從上方觀看的情形的構成中，例如具有圓形的上面部20、及中心的孔21。位置調整標記10B，在(b)的從側方觀看的情形的構成中，例如具有一定的高度h0。
位置調整標記10B，上面部20由材料MA所構成，孔21並非空洞，而是由材料MB所構成。材料MA具有第1材質，材料MB具有第2材質。該些材質具有規定的關係。規定的關係，例如為有關低限頻率(threshold frequency)V0的關係。將材料MA的低限頻率V0訂為V0A，材料MB的低限頻率V0訂為V0B。規定的關係，為V0B>V0A，材料MB的低限頻率V0B比材料MA的低限頻率V0A來得大。藉由具有這樣的材質的關係之構造，於位置調整標記10B的表面，會形成有關相對於光a1之光電子a3的產生量的分布。本例中，作為至少2種類的區域，係形成上面部20與孔21。相對於光a1的照射位置為上面部20的情形下之光電子a3的量而言，光a1的照射位置為孔21的情形下之光電子a3的量會變低。
[4-3.根據光照射位置之亮度變化]
圖13示意根據對於圖12的位置調整標記10B的光a1(雷射光)的照射位置之光電子a3的檢測量的變化。對於光a1的照射，會產生光電子a3與反射光a4。下側的圖表，示意X方向的光a1的照射位置與光電子a3的量之關係。本例的圖表中，在光a1的照射位置位於上面部20(材料MA)之情形與位於孔21(材料MB)之情形下，光電子量會概略地發生EA與EB之差異。實施形態4之帶電粒子束裝置1，藉由檢測器7B，從位置調整標記10B檢測這樣的光電子a3作為檢測訊號e1。使用者，從基於檢測訊號e1之光電子圖像，能 夠目視確認根據光電子a3的量的變化之亮度變化，故能夠容易地進行對位。此外，電腦系統2，藉由檢測並判斷光電子a3的量的差，能夠如同實施形態1般調整射束b1的照射位置和光a1的照射位置之對位。
當利用光電效應所造成的光電子a3的情形下，位置調整標記10不限於由上述材質的差異所造成的構造，亦可適用如前述的圖3的例子般由形狀的差異所造成的構造。
〈實施形態5〉
運用圖14~圖19，說明實施形態5。實施形態5，具有將光a1的照射位置對於射束b1的照射位置自動地契合之機能(自動調整機能)。藉此，可使使用者U1的操作成為最低限度而做對位。使用者U1，可僅使用自動調整機能進行調整，亦可如同前述的各實施形態般自己操作而調整了某一程度後，進行自動調整機能所做的調整。
[5-1.帶電粒子束裝置]
圖14示意實施形態5之帶電粒子束裝置1的構成。實施形態5之帶電粒子束裝置1，除包含實施形態2之圖6的位置調整試料60的構成外，在光源8的射出側還具有透鏡51及透鏡調整平台52。在透鏡51連接有透鏡調整平台52。光控制部13，控制光源8、光源調整平台9、及透鏡調整平台52的驅動。
帶電粒子束裝置1，藉由基於透鏡調整平台52的驅動控制之透鏡51的調整，能夠變更來自光源8的光a1的照射方向等。藉此，可配合光源8的位置的控制，而變更相對於平台6上的照射面之光a1的照射位置或角度θ。此外，藉由運用透鏡51及透鏡調整平台52等之光學系統的設計，能夠將在平台6上的照射面之光照射區域的形狀修正使得趨近理想的圓形。另，這樣的機構在前述的實施形態1等中亦可同樣地設置。
[5-2.自動調整]
以下，說明實施形態5中有關將射束b1的照射位置和光a1的照射位置予以自動地對位之自動調整。
圖15為有關自動調整的處理手續的模型說明圖。帶電粒子束裝置1，對於平台6上的位置調整試料60，照射射束b1與光a1。此時，基於檢測訊號d1之二次電子圖像中，會如圖15的圖表的例子般顯現光強度分布。電腦系統2，藉由計測此光強度分布，便能將射束b1和光a1的照射位置予以契合。透鏡51，藉由透鏡調整平台52，例如能夠於X方向變更位置，藉此能夠變更在照射面的光a1的照射位置。
圖15的圖表，為分布函數，橫軸為相對於位置調整試料60的表面(例如X方向)之光a1的照射位置(距基準位置的距離)，縱軸為光a1的亮度(相對應的強度)。將射束b1的照射的基準位置訂為X0。當光a1的照射位置例如為 位置X1的情形下，光強度分布會成為如圖示般的分布函數。位置X1為亮度最高的峰值位置，為光a1的強度分布的中心。電腦系統2，基於檢測訊號d1，掌握這樣的分布函數。σ2為分布函數中的變異數。電腦系統2，從分布函數，算出和射束b1的照射位置相對應之基準位置X0與亮度的峰值的位置X1之距離K。此距離K，為該時間點下作為光a1的照射位置的特別是光強度分布的中心位置與射束b1的照射位置之差，換言之為位置的偏離。故，電腦系統2，以減小此距離K之方式，對位置關係變更機構進行反饋控制。電腦系統2，例如控制光源調整平台9或透鏡調整平台52，變更光源8的位置或光a1的照射方向，將光a1的照射位置趨近基準位置X0，以便減小距離K。此控制，是設為反饋控制迴圈而反覆進行，藉此便能逐漸將距離K趨近0。
圖15的(B)的視野的圖像901，為和(A)的例子相對應之拍到位置調整試料60的二次電子圖像。光902，為帶有光強度分布之光a1的照射徑的例子，藉由修正而呈理想的圓形。如前述般，藉由位置調整試料60的構造，在二次電子圖像上光902變得可見化。在X方向的A-A’之截面，和(A)的分布函數相對應。帶電粒子束裝置1，於自動調整下的反饋控制時，例如變更光源8的X方向的位置，或是根據透鏡51的控制而改變光a1的照射方向等，藉此將和光a1的照射位置相對應之分布函數的峰值的位置X1在X方向往基準位置X0趨近。由使用者U1看來，光902最 亮的部分亦即光強度分布中心，會趨近視野的中心。藉此，便能逐漸地將作為光a1的照射位置之光強度分布中心契合視野的中心(基準位置X0)。於Y方向亦進行同樣的控制。
[5-3.處理流程]
圖16為圖15的自動調整之處理流程，具有步驟S161~S165。步驟S161中，帶電粒子束裝置1，對位置調整試料60照射射束b1與光a1，電腦系統2計測此時在二次電子圖像顯現的光強度分布。步驟S162中，電腦系統2，假定計測出的光強度分布如同高斯分佈函數，而將計測出的光強度分布與高斯分佈函數擬合。
接著，步驟S163中，電腦系統2，從分布函數的式子，算出分布函數的峰值位置與射束b1的照射位置(基準位置X0)之差亦即距離K。距離K，例如能夠基於以下的式1算出。式1中的x為X方向的位置。
Figure 110130810-A0305-02-0042-1
步驟S164中，電腦系統2，對位置關係變更機構(透鏡51、透鏡調整平台52、或光源調整平台9)，進行反饋算出的距離K之控制。藉此，使得距離K變小。步驟S165中，電腦系統2，判斷目前的距離K的值是否近乎 成為0(K≒0)。更具體而言，電腦系統2，判斷距離K是否成為規定的閾值TK(K≦TK)。當距離K近乎成為0的情形下(Y)，視為最佳的對位調整已完成，而成為本流程的終點，若否的情形下(N)則返回步驟S161而同樣地反覆做反饋控制等。另，於上述這樣的控制時，有關使用位置關係變更機構的哪一機構並無特別限定。
[5-4.變形例-自動調整]
圖17為實施形態5的變形例中，有關自動調整的說明圖。此處，示意和上述相異的自動調整方法。(A)示意高斯分佈作為光強度分布的分布函數之情形。(B)示意非對稱的分佈作為光強度分布的分布函數之情形。1101為亮度成為峰值的光強度分布中心，位於分布的中央。1102為和射束b1的照射位置(基準位置X0)相對應之射束中心。
電腦系統2，例如將光強度分布的圖表的最大值訂為亮度100%，而從亮度降低至90%的情形下的圖表的寬幅Lx，算出會成為(1/2)Lx之光強度分布中心1101的座標(X方向的位置)。接著，電腦系統2，從光強度分布中心1101的座標與射束中心1102的座標，算出它們的差亦即距離K。電腦系統2，將得到的距離K反饋至位置關係變更機構。
按照上述變形例之自動調整方法，即使光強度分布的圖表為如(B)般非對稱的分布的情形下，仍同樣地能算出距離K。
[5-5.效果等]
按照實施形態5，算出光強度分布的峰值位置與射束位置之相對位置關係而做反饋控制，藉此便能將光a1的照射位置自動地對位至射束b1的照射位置。藉此，就自動調整而言能夠實現高精度的對位，亦能削減使用者U1的操作的麻煩。
〈實施形態6〉
運用圖18~圖19，說明實施形態6。實施形態6，相當於實施形態2的變形例。實施形態6，於平台6，作為位置調整用的構造體，具有高度相異的位置調整短柱(位置調整用的短柱或托座)，在該些短柱可設置位置調整試料60。實施形態6中，可運用配置於高度相異位置的位置調整試料60，而調整射束b1和光a的照射位置之對位。實施形態6中，即使照射面的高度變化的情形下仍可對位。
[6-1.位置調整短柱及位置調整試料(1)]
圖18示意實施形態6之帶電粒子束裝置1中，於平台6上高度相異的位置調整短柱26、及設置於位置調整短柱26的位置調整試料60的構成例。於平台6的表面的一部分，作為位置調整短柱26，設有高度相異的3個短柱26A，26B，26C。短柱26A具有高度hA，短柱26B具有高度hB，短柱26C具有高度hC。hA<hB<hC。在各自的位置調整短 柱26，可設置位置調整試料60。在短柱26A設置有試料60A，在短柱26B設置有試料60B，在短柱26C設置有試料60C。本例中，3個當中的中央的短柱26B及試料60B成為基準。另，雖僅圖示X-Z截面，惟有關在其他的方向、X-Y面等的位置調整短柱26或位置調整試料60的形狀並無特別限定，例如亦可做成圓柱或圓盤等相對於Z方向之軸對稱形狀。
本例中，於X方向，在和射束b1的照射位置相對應之基準位置X0，配置有短柱26B及試料60B。在位置XA配置有短柱26B及試料60B。在位置XC配置有短柱26C及試料60C。本例中，訂定高度的基準位置Z0=0，契合基準位置Z0而配置短柱26B的上面，hB=Z0。短柱26A，配置於比基準位置Z0還低的位置ZA=-100，hA=ZA。短柱26C，配置於比基準位置Z0還高的位置ZC=+100，hC=ZC。本例中，雖像這樣以±100的差設置3種類的高度，但不限於此，只要設置2種類以上的高度即可。本例中，位置調整試料60雖由3個試料60A，60B，60C所構成，但不限於此，亦可做成於1個位置調整試料60的面內設有高度相異的複數個部分之構造。
圖18中，示意對於基準位置X0的短柱26B的試料60B的表面的中心，照射射束b1與光a1之情形。另，作為光a1的照射的角度，示意相對於Z方向之角度θ，及相對於X方向之角度
Figure 110130810-A0305-02-0045-3
。
Figure 110130810-A0305-02-0045-6
。
[6-2.位置調整短柱及位置調整試料]
圖19的(A)，為圖18的位置調整短柱26及位置調整試料60的構成中，當照射射束b1與光a1的情形下，將光強度分布重疊圖示之模型說明圖。(B)為表示高度H與距離K之關係的例子的圖表。實施形態6中，電腦系統2，掌握光強度分布的峰值位置與射束位置之差的距離K、及照射位置的高度H之關係。高度H，和Z方向上的位置相對應。此外，電腦系統2，掌握距離K與高度H之關係、及和該關係相對應而用來變更位置關係之位置關係變更機構(透鏡調整平台52或光源調整平台9)的變化量之關係。變化量，和驅動時的動作量、或控制時的電壓等的量建立對應。電腦系統2，事先算出該些關係，而預先設定控制用的資訊。電腦系統2，基於該資訊，當成為照射對象的高度H變化時/的情形下，調整光a1的照射的機構，使得位置的差的距離K成為規定的規格值範圍內。
電腦系統2，例如將仰角
Figure 110130810-A0305-02-0046-4
、高度H=hB=Z0=0訂為基準，而從下記的式2算出高度H為ZC=+100時的距離K。
Figure 110130810-A0305-02-0046-9
電腦系統2，判定該距離K是否為規格值範圍內。電腦系統2，當距離K為規格值範圍外的情形下，藉由位置關係變更機構調整仰角
Figure 110130810-A0305-02-0046-5
(相對應的角度θ)，再度判定距離K是否為規格值範圍內。藉由這樣的反覆，當和高度H相應之距離K成為規格值範圍內的情形下，調整結 束。
[6-3.效果等]
如上述般，按照實施形態6，即使觀察高度相異的複數個試料4的情形下，或觀察在面內具有高度相異的複數處的試料4的情形下，仍能簡便地實現射束b1與光a1之照射位置的調整，以符合各者的高度，而亦可進行自動調整。此實施形態6之帶電粒子束裝置1，就規格而言，有關對位的調整機能，能夠應對規定的高度的範圍(ZA~ZC的±100的範圍)、及X方向或Y方向上的規定的距離的範圍。
上述例子中，雖將有關高度H的規格值範圍訂為位置ZA至ZC為止的±100的範圍，但不限定於此。調整所使用的高度H，不限定於上述例子的3種類高度。它們亦可根據帶電粒子束裝置1或試料4的規格而被變更。於位置關係變更機構所做的高度H(Z方向)的變更時，有關使用哪一機構亦無限定，能夠使用光源調整平台9、透鏡調整平台52、平台6、其他機構。
〈實施形態7〉
運用圖20~圖23，說明實施形態7。實施形態7之帶電粒子束裝置1，相對於前述的實施形態就主要相異的構成點而言，係能夠令射束b1的照射位置在X-Y面內移動而令視野本身移動，及能夠應對該視野的移動而調整光a1的照射位置和射束b1的照射位置之對位。此前的實施形態中， 說明了訂定射束b1的照射位置位於一定的基準位置X0，而調整使得光a1的照射位置和射束b1照射位置一致之情形。但不限於此，亦可根據目的，而刻意調整使得光a1的照射位置和射束b1的照射位置錯開，換言之以規定的位置關係使其相異。實施形態7中，具有能夠應對這樣的目的的情形下之調整機能。根據射束b1的照射位置及視野的移動，射束b1的照射位置與光a1的照射位置之位置關係會變化。此外，根據射束b1的照射位置，光a1的照射條件/效果(光強度分布等)可能會相異。實施形態7中，根據射束b1的照射位置與光a1的照射位置之位置關係，控制使得射束b1的照射位置及每一視野下光a1的照射條件/效果成為均一。
[7-1.帶電粒子束裝置]
圖20示意實施形態7之帶電粒子束裝置1。在真空室12，不僅設有掃描用的偏向器102，還設有視野移動用的偏向器120。控制部14，藉由控制偏向器120，能夠使射束b1的掃描的視野在X-Y面內移動。此外，如後述般，在來自光源8的光a1的射出側，設有光強度調整機構1400。另，實施形態7中，運用檢測器7的檢測訊號d1而觀察二次電子圖像。有關光檢測器11，雖可省略，但當具備的情形下，能夠運用光檢測器11的檢測訊號c1而確認光a1的強度分布。
[7-2.視野的移動]
圖21示意實施形態7中，於X-Y面，對平台6上的物體照射射束b1及光a1(雷射光)的例子，特別是示意射束b1的照射位置的移動所造成的視野的移動、及可採用的複數個視野的例子。圖21中，示意在對象物體表面，光a1的照射所造成的光照射區域1300與射束b1的照射位置1301及視野1302之位置關係。光照射區域1300(換言之為照射徑、光像)，示意被修正成理想的圓形的情形。圖13，即使訂為基於檢測器7的檢測訊號d1之二次電子圖像亦可獲得。視野的移動，亦稱為影像位移。當觀察試料4的情形下，可能會將試料4的複數處(例如檢查對象處)設為各自的視野而觀察。
射束b1的照射位置1301，為和光a1的光照射區域1300的中心一致的狀態之情形的位置。例如，此照射位置1301相當於前述的基準位置，例如表示成座標(X0，Y0)。對此照射位置1301，射束b1於Z方向照射。反之，光a1的照射位置最初就被契合至此照射位置1301。視野1302，為將射束b1的照射位置1301訂為中心，在沒有視野1302的移動的狀態下，基於偏向器102的控制而進行射束b1於二維(X方向及Y方向)的掃描之情形的掃描區域。根據視野1302的掃描而產生的二次帶電粒子a2，藉由檢測器7被檢測作為檢測訊號d1，而能夠作為視野1302的二次電子圖像來觀察。另，成為基準的視野的位置不限於中央的視野1302，亦可訂為在設為可移動的範圍的區域1350內的任 一視野，例如亦可為視野v1。
另一方面，能夠將平台6設為一定，而基於來自控制部14的視野移動用的偏向器120的控制，在X-Y面內變更射束b1的照射位置，藉此便能將視野1302在X-Y面內移動。例如，能夠從視野1302移動至視野1303。另，亦將候選的複數(本例中為25個)個視野，示意成視野v1~v25以便識別。
像這樣不伴隨平台6的移動而運用偏向器120之視野移動，能夠高速地實現，故在進行複數個視野中包含的複數個圖樣形狀等的測定或檢查的前提下，能夠幫助提升生產量。然而，如前述般，光a1具有光強度分布，根據光a1的光照射區域1300內的位置而光照射條件/效果會相異。若光照射條件/效果相異，則對二次帶電粒子b2的檢測亦會造成影響，故理想是複數個視野間的光照射條件/效果穩定化。但，習知難以兼顧運用複數個視野來提升生產量，與複數個視野間的光照射條件/效果的穩定化。作為因應方案，亦可設想以光照射區域跟隨視野移動之方式做控制，例如驅動光源調整平台9而變更光源8的位置。但，當構成為伴隨這樣的機械性移動的情形下，難以跟隨高速的電磁偏向或靜電偏向所致之視野移動。
鑑此，實施形態7之帶電粒子束裝置1，並不伴隨機械性移動，為了使對於複數個相異視野的位置之光a1的照射條件/效果穩定化、均一化，係執行根據視野的位置之光a1的照射控制。具體而言，電腦系統2，進行調 整光a1(雷射光)的照射的光強度或射束b1的強度之控制，使得光a1的照射條件/效果成為均一而不受圖21般的視野位置的差異所影響。
圖21例子中，作為光照射條件/效果，在光照射區域1300的中心的照射位置1301光強度最高，而愈成為徑方向的周邊的位置光強度愈低。圖像中，在中心的視野1302亮度變高，愈成為周邊的視野1303則相對地亮度愈變低。電腦系統2，根據視野的位置，以改變光a1的照射條件(具體而言為光強度)之方式進行控制，以使在該些視野間的光照射條件/效果的差異成為均一。
[7-3.根據視野的位置之調整]
圖22示意有關用來根據圖21般的視野的移動及位置，而調整光a1的照射強度之機構的構成例。此機構，包含光強度調整機構1400。按照此構成例，例如能夠使得對於圖21的中心的視野1302與周邊的視野1303之光a1的照射條件/效果(具體而言為光強度分布)均一化。
圖22的(A)示意配置於光源8與平台6上的物體1450(例如試料4)之間的光a1的光路之光強度調整機構1400。光強度調整機構1400，作為例子，具有光衰減元件保持構件1401、及光衰減元件保持構件1401的驅動機構1402。本例示意對於對象的物體1450的表面，射束b1照射至圖13的照射位置1301(X0，Y0)之情形。如前述般，藉由射束b1的控制，照射位置1301可移動至照射位置1301b 等，藉此視野1302便可移動。驅動機構1402，能夠基於來自光控制部13的驅動控制，驅動光衰減元件保持構件1401而使其朝圖示的移動方向1420移動。藉此，能夠造出將光衰減元件保持構件1401的期望之處***至光a1的光路上之狀態。
圖22的(B)示意作為光衰減元件保持構件1401的平面係為相對於光路垂直的平面的構成例。如示例般，光衰減元件保持構件1401，具備複數個相異的ND(Neutral Density；全波)濾波器1430(F1，F2，F3)，又形成有光通過開口1406。ND濾波器，為光衰減元件的例子。ND濾波器1430，係為了於規定的波長帶不選擇波長地限制光量而使用。光控制部13，控制驅動機構1402，使光衰減元件保持構件1401往箭頭所示移動方向1420移動，藉此將光a1的軌道1407趨近ND濾波器F1~F3或是光通過開口1406的其中一者。ND濾波器F1~F3，各自光透射率相異。此外，光通過開口1406，係為了不限制光a1的通過而令其直接通過而設置。藉由它們的切換，能夠將期望的強度的光a1照射至試料4等的物體1450。
另，實施形態7中，雖示意藉由區分使用透射率相異的ND濾波器1430來調整光強度的例子，但不限於此。例如，亦可採用能夠藉由1個濾波器將穿透率改變成複數個狀態之可變ND濾波器。亦可採用將複數個ND濾波器重疊而得到期望的透射率之構成。又，亦可採用藉由令來自光源8的光a1(雷射光)的輸出本身變化而調整光強度 之構成。或是，亦可採用調整在檢測器7或光檢測器11的檢測的位準等之構成。
[7-4.光強度調整方法]
圖23示意根據視野的位置之光強度調整方法的一例。本例中，說明運用圖22示例的機構的光衰減元件保持構件1401的ND濾波器1430，將光照射條件/效果均一化而不受視野的位置影響之構成例。如前述般，光照射效果，會成為特定的分布例如高斯分佈而顯現。因此，為了在視野移動區域(例如圖21之區域1350)內使其光照射效果穩定，理想是進行根據視野的位置之修正。更具體而言，如圖23示例般電腦系統2，根據視野的位置而切換ND濾波器1430，以使特徵量不受視野的位置影響而成為均一。特徵量，為視野內的期望的部位的亮度等。
圖23的上側的(a)的圖表，橫軸為例如X方向的位置，縱軸為有關光強度的特徵量。期望的特徵量的值被設定以作為控制用。和圖表的位置相對應，在圖23的下側示意和圖21同樣的複數個視野的例子。例如，在X方向的周邊的視野1501中，特徵量成為值f1程度。視野1502中特徵量成為值f2程度。光照射區域的中央的視野1503中，特徵量成為峰值的值f3。
光衰減效果1511，在視野1501的位置，係配合值f1而訂為0，使用光通過開口1406。光衰減效果1512，在視野1502的位置，係配合值f2，而使用第1ND濾 波器(例如ND濾波器F1)。光衰減效果1513，在視野1503的位置，係配合值f3，而使用第2ND濾波器(例如ND濾波器F2)。像這樣，藉由ND濾波器的切換，調整使得在各視野位置的光衰減效果契合期望的特徵量的值f1。
為了如上述般進行切換，電腦系統2，事先在規定的記憶媒體的記憶體例如設定/記憶表格，作為光衰減的修正用的控制資訊。此表格，例如係含有視野位置資訊、濾波器種類之資訊被建立關聯而設定。視野位置資訊，為視野的識別資訊、視野移動用的偏向器120的偏向量或訊號量等。電腦系統2，基於表格，根據視野的位置控制光強度調整機構1400的驅動機構1402，切換光衰減元件保持構件1401的ND濾波器1430等的***狀態。
例如，當射束b1偏向至周邊的視野1501(v11)時，控制使得光a1通過光通過開口1406。當偏向至視野1502(v12)時控制使得通過ND濾波器F1。當偏向至中央的視野1503(v13)時控制使得通過ND濾波器F2。藉由這樣的控制，能夠使光照射條件/效果均一而不受視野的位置影響。
為了生成上述表格例如能夠適用以下的方法。事先，帶電粒子束裝置1例如對試料4照射光a1，在該光照射效果殘留的狀態下，令視野朝至少一方向移動，同時取得各視野的特徵量。然後，為了使在該些相異的視野位置的特徵量成為均一，例如選擇根據視野之ND濾波器，以使特徵量的差分成為未滿規定值。然後，表格中設 定視野位置與濾波器種類之適用關係。另，作為光強度調整機構1400，當採用能夠連續性調整光強度或是光衰減量的機構的情形下，表格中只要設定根據位置之光強度或是光衰減量等的關係即可。
另，當運用檢測器7來實現同樣的控制的情形下，亦可設計成將視野的特定部位的亮度訂為特徵量，而決定檢測器7的輸出電路的增益或補償量使得該特徵量根據視野而成為均一，並將其關係預先記憶於表格。就作為用於光調整的評估基準之特徵量而言，不限於視野內的特定位置的亮度，亦可使用視野內的2個以上的感興趣區域(ROI：Region Of Interest)間的對比度、圖樣尺寸值等。
此外，亦可將依上述方式取得的每一視野位置(或位置座標)的調整量的關係，規定成為函數等的計算式或程式而記憶。藉由上述方法，能夠不受視野位置影響而有效率地進行基於穩定的光照射條件/效果之測定或檢查。
另，圖23的示例中，說明了當光a1的照射區域的光強度分布被修正成理想的圓形的情形下，算出/取得一方向(例如X方向)的修正資料的例子。此處，當如圖20等般，光a1對於對象物體表面亦即照射面以角度θ等而斜向入射的構成的情形下，在照射面的光a1的照射區域的光照射條件/效果(具體而言為光強度分布)，可能會於每一方向成為相異分布。例如，光強度分布可能在X方向與Y方向相異。在此情形下，理想是於相異的複數個方向的 每一方向算出/取得修正資料。另一方面，當相對於光照射區域的中心，不論方向為何均顯示近乎相同光強度分布的情形下，亦可訂為將在一方向取得的修正資料共通地適用於各方向之構成。無論是哪一種，只要考量在照射面的實際的光強度分布，以能夠根據視野位置來將光強度均一化之方式規定修正的表格等即可。
除此之外，作為用來使視野間的光照射條件/效果均一的方法，亦可適用圖像處理中的調整、光源8的光輸出的調整、射束b1的探針電流的調整、攝像時的圖幀數的調整等。又，亦可適用調整有助視野間的均一化之其他參數的方法。
例如，以下為藉由圖幀數的調整來實現視野間的特徵量的均一化的手法的例子。在圖像處理部15，具備圖幀記憶體等的記憶媒體，其記憶基於對於對象物體之複數次的射束b1的二維掃描而得到的複數個二維圖像資料。檢測器7輸出的檢測訊號d1，和掃描用的偏向器102所做的射束b1的掃描同步，而被記憶於圖幀記憶體等的記憶媒體。此圖幀記憶體中記憶著的圖像訊號(換言之為複數個圖幀)，藉由圖像處理部15中具備的演算裝置而進行規定的演算。此演算為累計，例如算術平均。此演算的結果，生成適合觀察的圖像亦即累計圖像。像這樣累計時圖幀數較多者，能夠生成高訊噪比的圖像。
例如，圖像處理部15，以相異的複數個視野的累計圖像的對比度成為均一之方式，選擇作為累計對象 的圖幀數。具體而言，圖像處理部15，設定每一視野位置的圖幀數，將其設定作為帶電粒子束裝置的運轉條件，以使試料4的圖樣形狀的邊緣部分的亮度與邊緣以外的背景部分的亮度之亮度比落在規定的誤差範圍。按照這樣的手法，亦可實現視野間的光照射條件/效果的均一化。
[7-5.效果等]
如上述般，按照實施形態7之帶電粒子束裝置1，能夠將射束b1與光a1之照射位置的關係控制成規定的關係，而在複數個視野間將光照射條件/效果穩定化、均一化。又，當運用複數個視野做試料4的觀察等的情形下，可得到提升總體的生產量等的效果。
〈實施形態8〉
運用圖24~圖25，說明實施形態8。實施形態8之帶電粒子束裝置，具有身為SEM的機能，具有運用基於對試料4照射射束b1及光a1而得到的二次電子圖像，而例如進行缺陷檢查的機能。
習知，作為用來進行缺陷檢查的一個方法，有將拍攝作為缺陷檢查對象的試料而得的SEM圖像(記載成檢查圖像)與事先取得的參照圖像予以比較之檢查方法。檢查圖像，為拍攝作為檢查對象部分的圖樣形狀等的部分而得之圖像。檢查對象部分，例如為藉由上位的缺陷檢查裝置而被判定存在缺陷或異物之部分。參照圖像，例 如為拍攝具有和對象試料的檢查對象部分的圖樣形狀相同而沒有缺陷的圖樣形狀等之試料的該圖樣形狀等的部分而得之圖像。例如，SEM基於該些圖像的比較，抽出圖像間的差異點作為異物或缺陷。
另一方面，當在檢查圖像與參照圖像之圖像取得條件相異的情形下，即使對象試料不存在缺陷，也可能因圖像取得條件的不同而導致將圖像間的差異點誤辨識為缺陷。作為圖像取得條件的1者，可舉出拍攝時的光照射條件。
鑑此，此實施形態8中，於比較檢查圖像與參照圖像而抽出缺陷等之檢查方法中，提出如以下般的檢查方法。此檢查方法，係取得不僅是將存在和檢查對象部分相同形狀的圖樣之部分訂為參照圖像這一條件，連光照射條件亦和檢查圖像相同之參照圖像而訂為比較對象。
[8-1.帶電粒子束裝置]
圖24示意實施形態8之包含帶電粒子束裝置1亦即SEM的系統的構成。此帶電粒子束裝置1的構成，和圖1等相同，圖1中的位置調整標記10等雖不需要，但亦可具備。此SEM，如同圖20般，亦具備可做視野的移動之偏向器120等。在此SEM的電腦系統2的上位，透過通訊而連接著檢查裝置3。檢查裝置3，例如為光學式檢查裝置。檢查裝置3，於缺陷檢查時，判定並檢測有無有關對象試料的缺陷或異物。檢查裝置3，將檢查結果等的資訊801發送至電 腦系統2。或是，電腦系統2，亦可存取檢查裝置3而參照資訊801。電腦系統2，基於該資訊801，以圖像確認並抽出對象試料的缺陷等而進行缺陷檢查。使用者U1，進行這樣的缺陷檢查的作業。
[8-2.缺陷檢查方法]
圖25示意實施形態8中的有關缺陷檢查方法的說明圖。圖25中，於X-Y面，示意檢查圖像取得區域1601、與參照圖像取得區域1602、與光a1(雷射光)的光照射區域1600之間的位置關係。檢查圖像取得區域1601，為目前檢查時為了生成檢查圖像而檢測、取得的複數個區域1611。實線的區域會被取得，虛線的區域不會被取得。參照圖像取得區域1602，為被取得作為參照圖像的複數個區域1612。檢查圖像取得區域1601或參照圖像取得區域1602，係指位於虛線的範圍內之和被選擇的複數個視野相對應之複數個區域。將檢查圖像取得區域1601的各區域以編號1~25示意以為識別。將參照圖像取得區域1602的各區域以編號r1~r25示意以為識別。
圖25的SEM中的控制裝置亦即電腦系統2、或是生成此SEM的動作程式(換言之為配方)的演算裝置，係參照從上位的檢查裝置3輸出的資訊801。電腦系統2，基於此資訊801中的表示缺陷等的位置之座標資訊，而將包含缺陷等的區域1611設定作為檢查圖像取得區域。本例中，編號2，3，10，11，12，13，20，21，24的區域 1611，為被判定有缺陷等的區域。電腦系統2，生成取得該些複數個區域1611的複數個圖像之配方。與此同時，電腦系統2，以包含該些複數個缺陷等的區域1611之方式，設定光a1所致之光照射區域1621(相對應的光照射位置等)。本例中，光照射區域1621的中心亦即光照射位置，位於編號13的區域。
又，電腦系統2，在檢查對象的試料4亦即半導體器件的佈局資料上，取得形成有和位於被設定作為檢查圖像取得區域1601的複數個區域1611的位置的圖樣形狀相同之圖樣形狀的區域1612，作為參照圖像。為此，電腦系統2，會以取得區域r2，r3，r10，r11，r12，r13，r20，r21，r24所示複數個區域1612的圖像之方式設定配方。與此同時，電腦系統2，對參照圖像取得區域1602設定光照射區域1622，使得光a1會藉由和檢查圖像取得區域1601的光照射區域1621相同的光照射條件照射。例如區域r13被設定作為光a1的照射位置。
本例中，作為參照圖像，是使用有別於檢查對象的試料4之沒有缺陷等的試料4，而新拍攝參照圖像。或是，於檢查對象的試料4中，使用有別於檢查對象的區域之沒有缺陷等的區域，而新拍攝參照圖像。帶電粒子束裝置，運用如上述般設定的配方，拍攝並取得檢查圖像與參照圖像，藉由該些圖像的比較，來判斷有無有關檢查圖像的區域1611的缺陷等。
這樣的比較檢查中，藉由運用偏向器120之 視野(相對應的區域)的移動，能夠高速地拍攝複數個區域1611的複數個圖像。並且，此比較檢查中，於檢查圖像與參照圖像中，在比較的區域(例如編號2的區域1611、與區域r2的區域1612)間，光強度分布等的光照射條件被設為一致，故可做高精度的比較檢查，能夠防止因圖像取得條件的不同而導致將圖像間的差異點誤辨識為缺陷。
另，藉由將暫時取得的有關參照圖像取得區域的資料，和照射條件等的資訊一併預先記憶，於其後的檢查時便可參照並利用該資料。
〈附記〉
以上，本揭示之實施形態不限定於上述，在不脫離要旨的範圍內可做種種變更。實施形態之構成要素，可追加或刪除或置換等。此外，由各實施形態的組合所成的形態亦為可能。各構成要素，可訂為單數亦可訂為複數。實施形態之帶電粒子束裝置，亦能適用於汎用型的SEM等。
1:帶電粒子束裝置
2:電腦系統
4:試料
5:試料托座
6:平台
7:檢測器
8:光源
9:光源調整平台
10:位置調整標記
11:光檢測器
12:真空室
13:光控制部
14:控制部
15:圖像處理部
16:圖像顯示部
17:驅動控制部
18:記憶部
101:電子源
102:偏光器
103:電子透鏡
a1,a2:光
b1:射束
b2:二次帶電粒子
c1,d1:檢測訊號
U1:使用者
X0,Z0:位置
θ:角度

Claims (10)

  1. 一種帶電粒子束裝置，具備：帶電粒子源，產生對試料照射的帶電粒子束；光源，產生對前述試料照射的光；第1檢測器，檢測藉由對前述試料之前述帶電粒子束的照射而得到的二次帶電粒子；平台，供搭載前述試料；位置調整標記，設置於前述平台，受到前述帶電粒子束及前述光照射；第2檢測器，檢測藉由對前述位置調整標記之前述光的照射而得到的二次光；電腦系統，控制前述帶電粒子束的照射及前述光的照射，取得前述第1檢測器所致之第1檢測訊號及前述第2檢測器所致之第2檢測訊號，而生成並顯示圖像；及機構，基於前述電腦系統的控制，設定對於前述平台之前述帶電粒子束的照射位置及前述光的照射位置，而變更包含前述光的照射位置與前述平台之距離在內的相對位置關係；前述電腦系統，基於藉由對前述位置調整標記之前述帶電粒子束的照射而得到的前述第1檢測訊號，生成拍到前述位置調整標記的第1圖像，基於藉由對前述位置調整標記之前述光的照射而得到的前述第2檢測訊號，生成在前述位置調整標記的附近拍 到前述光的照射區域的第2圖像，基於藉由前述機構變更位置關係時得到的前述第1圖像及前述第2圖像，調整前述帶電粒子束的照射位置與前述光的照射位置。
  2. 如請求項1記載之帶電粒子束裝置，其中，前述位置調整標記，具有高度相異的複數個部分，前述電腦系統，於變更前述位置關係時，基於藉由對前述位置調整標記之前述光的照射而得到的前述第2檢測訊號，抽出前述光的照射區域的亮度及亮度變化，而辨明前述亮度成為比閾值還低之前述光的照射位置，調整使得前述帶電粒子束的照射位置與前述光的照射位置一致。
  3. 如請求項1記載之帶電粒子束裝置，其中，前述位置調整標記，於從上面觀看之構成中，具有高度最高的上面部、與設於中心的孔、與相對於前述孔以至少朝一方向延伸之方式設置的溝。
  4. 如請求項1記載之帶電粒子束裝置，其中，前述位置調整標記，於從上面觀看之構成中，具有由第1材料所構成的上面部、與由第2材料所構成的中心部，前述第2材料的低限頻率(threshold frequency)比前述第1材 料的低限頻率還大。
  5. 一種帶電粒子束裝置，具備：帶電粒子源，產生對試料照射的帶電粒子束；光源，產生對前述試料照射的光；第1檢測器，檢測藉由對前述試料之前述帶電粒子束的照射而得到的二次帶電粒子；平台，供搭載前述試料；位置調整試料，搭載於前述平台，受到前述帶電粒子束及前述光照射；第2檢測器，檢測藉由對前述位置調整試料之前述光的照射而得到的二次光；電腦系統，控制前述帶電粒子束的照射及前述光的照射，取得前述第1檢測器所致之第1檢測訊號及前述第2檢測器所致之第2檢測訊號，而生成並顯示圖像；及機構，基於前述電腦系統的控制，設定對於前述平台之前述帶電粒子束的照射位置及前述光的照射位置，而變更包含前述光的照射位置與前述平台之距離在內的相對位置關係；前述位置調整試料，具有下述構造，即，於矽晶圓的表面，周期性地配置有絕緣膜作為第1區域、與導電性插栓及其下方的雜質擴散層作為第2區域，藉由照射會讓前述矽晶圓與前述雜質擴散層所形成的接合活化之波長的光作為前述光，前述表面的帶電會被除去或減低而放出的二次帶電粒子會增加， 前述電腦系統，基於藉由對前述位置調整試料之前述帶電粒子束及前述光雙方的照射而得到的前述第1檢測訊號，生成前述光的照射區域拍起來成為強度分布的圖像，基於藉由前述機構變更位置關係時得到的前述圖像，調整前述帶電粒子束的照射位置與前述光的照射位置。
  6. 如請求項5記載之帶電粒子束裝置，其中，前述電腦系統，計測前述圖像的前述光的照射區域的強度分布，算出前述強度分布的峰值位置，算出前述帶電粒子束的照射位置與前述光的照射區域的強度分布的峰值位置之距離，基於前述距離，藉由前述機構變更前述位置關係，使得前述帶電粒子束的照射位置與前述光的照射區域的強度分布的峰值位置一致。
  7. 如請求項5記載之帶電粒子束裝置，其中，在前述平台的上面，具備位置調整構造體，前述位置調整構造體，具有高度相異的複數個部分，在前述複數個部分，設置複數個位置調整試料作為前述位置調整試料，前述電腦系統，基於藉由對前述複數個部分的前述複數個位置調整試料之前述帶電粒子束及前述光雙方的照射而得到的前述第1檢測訊號，對每一前述高度算出前述帶 電粒子束的照射位置與前述光的強度分布的峰值位置之距離，而算出前述高度與前述距離之關係，根據前述平台上的照射面的高度，藉由前述機構變更前述位置關係，使得前述帶電粒子束的照射位置與前述光的照射區域的強度分布的峰值位置一致。
  8. 一種帶電粒子束裝置，具備：帶電粒子源，產生對試料照射的帶電粒子束；光源，產生對前述試料照射的光；第1檢測器，檢測藉由對前述試料之前述帶電粒子束的照射而得到的二次帶電粒子；平台，供搭載前述試料；位置調整標記，設置於前述平台，受到前述帶電粒子束及前述光照射；位置調整試料，搭載於前述平台，受到前述帶電粒子束及前述光照射；第2檢測器，檢測藉由對前述位置調整標記或前述位置調整試料之前述光的照射而得到的二次光；電腦系統，控制前述帶電粒子束的照射及前述光的照射，取得前述第1檢測器所致之第1檢測訊號及前述第2檢測器所致之第2檢測訊號，而生成並顯示圖像；及機構，基於前述電腦系統的控制，設定對於前述平台之前述帶電粒子束的照射位置及前述光的照射位置，而變更包含前述光的照射位置與前述平台之距離在內的相對位置關係； 前述位置調整試料，具有下述構造，即，於矽晶圓的表面，周期性地配置有絕緣膜作為第1區域、與導電性插栓及其下方的雜質擴散層作為第2區域，藉由照射會讓前述矽晶圓與前述雜質擴散層所形成的接合活化之波長的光作為前述光，前述表面的帶電會被除去或減低而放出的二次帶電粒子會增加，前述電腦系統，作為第1調整，基於藉由對前述位置調整標記之前述帶電粒子束的照射而得到的前述第1檢測訊號，生成拍到前述位置調整標記的第1圖像，基於藉由對前述位置調整標記之前述光的照射而得到的前述第2檢測訊號，生成在前述位置調整標記的附近拍到前述光的照射區域的第2圖像，基於藉由前述機構變更位置關係時得到的前述第1圖像及前述第2圖像，調整前述帶電粒子束的照射位置與前述光的照射位置，作為第2調整，基於藉由對前述位置調整試料之前述帶電粒子束及前述光雙方的照射而得到的前述第1檢測訊號，生成前述光的照射區域拍起來成為強度分布的圖像，基於藉由前述機構變更位置關係時得到的前述圖像，調整前述帶電粒子束的照射位置與前述光的照射位置。
  9. 一種帶電粒子束裝置，具備： 帶電粒子源，產生對試料照射的帶電粒子束；光源，產生對前述試料照射的光；檢測器，檢測藉由對前述試料之前述帶電粒子束的照射而得到的二次帶電粒子；平台，供搭載前述試料；位置調整標記，設置於前述平台，受到前述帶電粒子束及前述光照射；電腦系統，控制前述帶電粒子束的照射及前述光的照射，取得前述檢測器所致之檢測訊號，而生成並顯示圖像；及機構，基於前述電腦系統的控制，設定對於前述平台之前述帶電粒子束的照射位置及前述光的照射位置，而變更包含前述光的照射位置與前述平台之距離在內的相對位置關係；前述檢測器，檢測藉由對前述位置調整標記之前述光的照射而得到的光電子，前述電腦系統，基於藉由對前述位置調整標記之前述帶電粒子束的照射而得到的前述檢測訊號，生成拍到前述位置調整標記的第1圖像，基於藉由對前述位置調整標記之前述光的照射而得到的前述檢測訊號，生成在前述位置調整標記的附近拍到前述光的照射區域的第2圖像，基於藉由前述機構變更位置關係時得到的前述第1圖 像及前述第2圖像，調整前述帶電粒子束的照射位置與前述光的照射位置。
  10. 如請求項1、5、8、9中任一項記載之帶電粒子束裝置，其中，當將和前述平台的上面建立對應之二維的方向訂為X方向及Y方向，將相對其垂直的方向訂為Z方向的情形下，前述機構，作為前述位置關係的變更，係將對於前述平台上的前述位置調整標記的照射面之前述光的照射位置及前述帶電粒子束的照射位置，於前述X方向、Y方向、及Z方向的各方向變更，來變更對於前述平台上的前述位置調整標記的照射面之前述光的照射方向。
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