特許 6673661 画像取得方法およびイオンビーム装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6673661

(24)【登録日】2020年3月9日

(45)【発行日】2020年3月25日

(54)【発明の名称】画像取得方法およびイオンビーム装置

(51)【国際特許分類】

   H01J 37/28 20060101AFI20200316BHJP

   H01J 37/20 20060101ALI20200316BHJP

   H01J 37/22 20060101ALI20200316BHJP

   H01J 37/147 20060101ALI20200316BHJP

【ＦＩ】

   H01J37/28 Z

   H01J37/20 A

   H01J37/22 502B

   H01J37/22 502H

   H01J37/147 D

【請求項の数】4

【全頁数】28

(21)【出願番号】特願2015-192660(P2015-192660)

(22)【出願日】2015年9月30日

(65)【公開番号】特開2017-69017(P2017-69017A)

(43)【公開日】2017年4月6日

【審査請求日】2018年6月29日

(73)【特許権者】

【識別番号】503460323

【氏名又は名称】株式会社日立ハイテクサイエンス

(74)【代理人】

【識別番号】100165179

【弁理士】

【氏名又は名称】田▲崎▼ 聡

(74)【代理人】

【識別番号】100126664

【弁理士】

【氏名又は名称】鈴木 慎吾

(74)【代理人】

【識別番号】100161207

【弁理士】

【氏名又は名称】西澤 和純

(74)【代理人】

【識別番号】100175824

【弁理士】

【氏名又は名称】小林 淳一

(74)【代理人】

【識別番号】100064908

【弁理士】

【氏名又は名称】志賀 正武

(72)【発明者】

【氏名】小堺 智一

(72)【発明者】

【氏名】荒巻 文朗

(72)【発明者】

【氏名】松田 修

(72)【発明者】

【氏名】椎名 健介

(72)【発明者】

【氏名】相田 和男

(72)【発明者】

【氏名】八坂 行人

【審査官】 橋本 直明

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００８−３０５６６７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 国際公開第２０１１／１４８９７５（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 特開２００４−２７１２７０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 国際公開第２０１０／０７０８１５（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 特開２０１０−１０１９０７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許出願公開第２０１０／０３２７１６０（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０１Ｊ ３７／２８

Ｈ０１Ｊ ３７／１４７

Ｈ０１Ｊ ３７／２０

Ｈ０１Ｊ ３７／２２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

絶縁性基板上に直線状のエッジ部を持つ導電部を有する試料にイオンビームを照射することで画像取得領域の画像を取得する画像取得方法であって、
前記エッジ部に斜めに交差する第１の方向における前記イオンビームによる等幅走査と、前記第１の方向と交差する第２の方向への掃引とを行なって、前記画像取得領域よりも広い平行四辺形状の走査領域に前記イオンビームを照射する第１の動作と、
前記イオンビームを照射することによって発生する二次荷電粒子を検出して前記走査領域の画像データを生成する第２の動作と、
前記走査領域の画像データを演算処理することによって、前記画像取得領域の画像データを生成する第３の動作と、
前記画像取得領域の画像データを表示する第４の動作と、
を含み、
前記第１の動作では、
前記イオンビームの照射時に前記等幅走査の走査方向および前記掃引の掃引方向の少なくとも一方を変えて前記掃引が複数回行われるとともに、前記画像取得領域における前記複数回の掃引後の前記イオンビームの照射量の総量が１回のみの掃引で前記画像取得領域の画像を取得する場合に必要な照射量になるように前記イオンビームの出力を設定して前記イオンビームの照射が行なわれ、
前記第２の動作は、
複数回行なわれる前記第１の動作の後にその都度行ない、
前記第３の動作では、複数回行なわれた前記第２の動作で生成された複数の前記走査領域における画像データに基づく画像データを合成することによって、前記画像取得領域の画像データを生成する、
画像取得方法。

【請求項2】

前記第３の動作において複数の前記走査領域における画像データに基づく画像データを合成する前に、
前記複数回行なわれた第２の動作のうち、少なくとも最初の第２の動作で生成された前記走査領域における画像データに対する最後の第２の動作で生成された前記走査領域における画像データの位置ズレ量を検出する第５の動作と、
前記第５の動作で検出された前記位置ズレ量に基づいて、前記複数の前記走査領域における画像データの位置ズレ量を補正する第６の動作と、
を行なう、
請求項１に記載の画像取得方法。

【請求項3】

直線状のエッジ部を持つ導電部が形成された絶縁性基板上の画像取得領域の画像取得に用いるイオンビームを発生して、前記絶縁性基板上に照射するイオンビーム鏡筒と、
前記絶縁性基板を、少なくとも前記イオンビーム鏡筒の光学軸に交差する平面内で移動可能に支持する移動ステージと、
前記イオンビームが、前記エッジ部に斜めに交差する第１の方向における等幅走査と、前記第１の方向と交差する第２の方向への掃引とを行なって、前記画像取得領域よりも広い平行四辺形状の走査領域を照射するように、前記イオンビーム鏡筒を制御するイオンビーム照射制御部と、
前記イオンビームが照射される際に前記絶縁性基板から発生する二次荷電粒子を検出する検出器と、
前記検出器の検出出力に基づいて前記走査領域の画像データを生成する画像データ生成部と、
前記走査領域の画像データを記憶する記憶部と、
前記走査領域の画像データを演算処理することによって、前記画像取得領域の画像データを生成する演算処理部と、
前記画像取得領域の画像データを表示する表示部と、
を備え、
前記イオンビーム照射制御部は、
前記イオンビーム鏡筒に、前記等幅走査の走査方向および前記掃引の掃引方向の少なくとも一方を変えて前記掃引を複数回行わせるとともに、前記画像取得領域における前記複数回の掃引後の前記イオンビームの照射量の総量が１回のみの掃引で前記画像取得領域の画像を取得する場合に必要な照射量になるように前記イオンビームの出力を設定して、前記イオンビーム鏡筒に前記イオンビームの照射を行なわせ、
前記演算処理部は、
前記イオンビームの照射が複数回行なわれる都度、前記画像データ生成部によって生成される複数の前記走査領域の画像データに基づく画像データを合成することによって、前記画像取得領域の画像データを生成する、
イオンビーム装置。

【請求項4】

前記演算処理部は、
前記複数の前記走査領域の画像データのうち、少なくとも最初に生成される前記走査領
域における画像データに対する最後に生成される前記走査領域における画像データの位置
ズレ量を検出し、
前記位置ズレ量に基づいて、前記複数の前記走査領域における画像データの位置ズレ量
を補正する、
請求項３に記載のイオンビーム装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、画像取得方法およびイオンビーム装置に関する。

【背景技術】

【0002】

絶縁物上に導電物が存在する対象物（試料）にイオンビームを走査掃引して、試料を観察したり加工したりする応用例が多くある。例えば、半導体デバイスなどの製造に用いられるマスクの修正がある。
マスクはガラスなど透明絶縁性基板上に金属など導電性材料のマスクパターンが形成されている。マスクはマスクパターン形状に光を遮蔽する。マスクパターンは、縦横に並ぶ縞状のライン・アンド・スペースや小さな矩形が点在する孤立パターンなどを有する。このようにマスクパターンの形状は、ほとんどが縦横のパターンエッジを有する形状である。マスクの修正は、マスクのパターンに欠陥等が存在する場合に、高価なマスク全面を再度製作し直すのではなく、経済的および時間的観点から欠陥等のみを修正するものである。
マスクの修正では、マスクのパターンエッジに対して、平行または直交する方向にイオンビームを走査掃引する。
類似技術として、例えば、特許文献１には、Ｘ線マスクについて、電子ビームを走査掃引して画像の取得や検査（観察）をするＸ線マスク検査装置が記載されている。このＸ線マスク検査装置でも、ライン状のパターンエッジに対して直交する方向に電子ビームを走査したり、矩形状のマスクパターンに対して平行または直交する方向に電子ビームを走査掃引したりすることが記載されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開昭６３−３０７７２８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

しかしながら、従来の画像取得方法およびイオンビーム装置には、以下のような問題がある。
絶縁物上に導電部が存在する試料をイオンビームによって観察や加工を行なう場合、イオンビームによって取得する画像の形状や大きさが正確に把握できないことがある。これは、イオンビームの走査掃引領域における絶縁部が走査掃引によって帯電することが一因である。観察対象の導電部を囲む絶縁部の面積が大きいほど、帯電量が多く、走査掃引されるイオンビームが帯電電荷の影響を受けるため、欠陥などの微小の導電部ほど、変形した画像が取得されたり、画像がまったく取得されなかったりしやすい。

【0005】

図１４（ａ）、（ｂ）は、絶縁物上に導電部が存在する試料の一例および従来技術におけるイオンビームの走査方向を示す上面図である。図１４（ａ）において、観察視野内には、絶縁物であるガラス板１３１上に、図示縦方向に延びる複数の金属ラインターン１３０Ｙ（導電物）が、図示横方向に離間して形成されている。並行する金属ラインパターン１３０Ｙの間はガラス板１３１の露出部が縦方向に延びている。隣り合う金属ラインパターン１３０Ｙの間には、金属ラインパターン１３０Ｙの線幅よりも小さい外形を有する孤立金属パターン１３２（導電部）が存在する。例えば、孤立金属パターン１３２は、正常なパターンでもよいし、マスクの欠陥などでもよい。いずれの場合でも、パターンを検査あるいは修正するためには、金属ラインパターン１３０Ｙ、孤立金属パターン１３２の外形に対応する画像を正確に取得する必要がある。
図１４（ｂ）は、他の部位の観察視野の様子を示す。図１４（ｂ）は、パターンが図示横方向に延びている点のみが図１４（ａ）と異なる。すなわち、観察視野内には横方向に延びる２本の金属ラインパターン１３０Ｘが形成され、金属ラインパターン１３０Ｘの間のガラス板１３１上に、孤立金属パターン１３２が形成されている。

【0006】

それぞれの観察視野の画像を取得するため、イオンビームの走査掃引が行なわれる。イオンビームの走査方向は、図示の左側から右側に向かう横方向（図示細矢印参照）である。イオンビームの掃引方向は、図示の上側から下側に向う縦方向である。
図１４（ａ）の視野範囲の場合、孤立金属パターン１３２上を走査するイオンビームは、金属ラインパターン１３０Ｙの延在方向に直交する方向に走査する。このため、ガラス板１３１には、孤立金属パターン１３２と金属ラインパターン１３０Ｙとの間の横方向の距離Ａ１、Ａ２の長さだけ、イオンビームが絶縁部を照射する。
図１４（ｂ）の視野範囲の場合、孤立金属パターン１３２上を走査するイオンビームは、金属ラインパターン１３０Ｘの延在方向に沿って走査する。このため、ガラス板１３１には、孤立金属パターン１３２と視野範囲の左右端との間の横方向の距離Ｂ１、Ｂ２の長さだけ、イオンビームが絶縁部を照射する。
両図においてイオンビームが絶縁部を照射する長さは（Ａ１＋Ａ２）＜（Ｂ１＋Ｂ２）であるため、図１４（ｂ）の方が、ガラス板１３１の帯電量が多くなる。このため、図１４（ａ）の例では孤立金属パターン１３２の画像が明確に取得できるのに対して、図１４（ｂ）の例では、孤立金属パターン１３２の画像が変形または位置ズレを起こす。帯電量が顕著であったり、孤立金属パターン１３２が小さかったりする場合には、孤立金属パターン１３２の画像をまったく取得できない場合もある。

【0007】

このように、絶縁部上に導電性の孤立パターンが存在する領域にイオンビーム走査掃引すると、孤立パターンを囲む絶縁部の広がり方とイオンビームの走査方向によって、取得できる孤立パターンに大きな差が出る。孤立パターンの有無あるいは孤立パターンの形状を正確に認識できないと、イオンビーム装置による検査または加工に支障が生じるという問題がある。

【0008】

本発明は、上記のような問題に鑑みてなされたものであり、直線状のエッジ部を持つ導電部が形成された絶縁性基板の画像を、イオンビームを用いて取得する場合に、絶縁性基板の帯電の影響を低減した画像を容易に取得できる画像取得方法およびイオンビーム装置を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0009】

上記の課題を解決するために、本発明の第１の態様の画像取得方法は、絶縁性基板上に直線状のエッジ部を持つ導電部を有する試料にイオンビームを照射することで画像取得領域の画像を取得する画像取得方法であって、前記エッジ部に斜めに交差する第１の方向における前記イオンビームによる等幅走査と、前記第１の方向と交差する第２の方向への掃引とを行なって、前記画像取得領域よりも広い平行四辺形状の走査領域に前記イオンビームを照射する第１の動作と、前記イオンビームを照射することによって発生する二次荷電粒子を検出して前記走査領域の画像データを生成する第２の動作と、前記走査領域の画像データを演算処理することによって、前記画像取得領域の画像データを生成する第３の動作と、前記画像取得領域の画像データを表示する第４の動作と、を含み、前記第１の動作では、前記イオンビームの照射時に前記等幅走査の走査方向および前記掃引の掃引方向の少なくとも一方を変えて前記掃引が複数回行われるとともに、前記画像取得領域における前記複数回の掃引後の前記イオンビームの照射量の総量が１回のみの掃引で前記画像取得領域の画像を取得する場合に必要な照射量になるように前記イオンビームの出力を設定して前記イオンビームの照射が行なわれ、前記第２の動作は、複数回行なわれる前記第１の動作の後にその都度行ない、前記第３の動作では、複数回行なわれた前記第２の動作で生成された複数の前記走査領域における画像データに基づく画像データを合成することによって、前記画像取得領域の画像データを生成する。

【0011】

上記画像取得方法においては、前記第３の動作において複数の前記走査領域における画像データに基づく画像データを合成する前に、前記複数回行なわれた第２の動作のうち、少なくとも最初の第２の動作で生成された前記走査領域における画像データに対する最後の第２の動作で生成された前記走査領域における画像データの位置ズレ量を検出する第５の動作と、前記第５の動作で検出された前記位置ズレ量に基づいて、前記複数の前記走査領域における画像データの位置ズレ量を補正する第６の動作と、を行なってもよい。

【0012】

本発明の第２の態様のイオンビーム装置は、直線状のエッジ部を持つ導電部が形成された絶縁性基板上の画像取得領域の画像取得に用いるイオンビームを発生して、前記絶縁性基板上に照射するイオンビーム鏡筒と、前記絶縁性基板を、少なくとも前記イオンビーム鏡筒の光学軸に交差する平面内で移動可能に支持する移動ステージと、前記イオンビームが、前記エッジ部に斜めに交差する第１の方向における等幅走査と、前記第１の方向と交差する第２の方向への掃引とを行なって、前記画像取得領域よりも広い平行四辺形状の走査領域を照射するように、前記イオンビーム鏡筒を制御するイオンビーム照射制御部と、前記イオンビームが照射される際に前記絶縁性基板から発生する二次荷電粒子を検出する検出器と、前記検出器の検出出力に基づいて前記走査領域の画像データを生成する画像データ生成部と、前記走査領域の画像データを記憶する記憶部と、前記走査領域の画像データを演算処理することによって、前記画像取得領域の画像データを生成する演算処理部と、前記画像取得領域の画像データを表示する表示部と、を備え、前記イオンビーム照射制御部は、前記イオンビーム鏡筒に、前記等幅走査の走査方向および前記掃引の掃引方向の少なくとも一方を変えて前記掃引を複数回行わせるとともに、前記画像取得領域における前記複数回の掃引後の前記イオンビームの照射量の総量が１回のみの掃引で前記画像取得領域の画像を取得する場合に必要な照射量になるように前記イオンビームの出力を設定して、前記イオンビーム鏡筒に前記イオンビームの照射を行なわせ、前記演算処理部は、前記イオンビームの照射が複数回行なわれる都度、前記画像データ生成部によって生成される複数の前記走査領域の画像データに基づく画像データを合成することによって、前記画像取得領域の画像データを生成する。

【0014】

上記イオンビーム装置においては、前記演算処理部は、前記複数の前記走査領域の画像データのうち、少なくとも最初に生成される前記走査領域における画像データに対する最後に生成される前記走査領域における画像データの位置ズレ量を検出し、前記位置ズレ量に基づいて、前記複数の前記走査領域における画像データの位置ズレ量を補正してもよい。

【発明の効果】

【0015】

本発明は、の画像取得方法およびイオンビーム装置によれば、直線状のエッジ部を持つ導電部が形成された絶縁性基板の画像を、イオンビームを用いて取得する場合に、絶縁性基板の帯電の影響を低減した画像を容易に取得できるという効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【0016】

【図1】本発明の第１の実施形態のイオンビーム装置の構成の一例を示す模式的なシステム構成図である。

【図2】本発明の第１の実施形態のイオンビーム装置の制御部の主要な機能構成を示すブロック図である。

【図3】本発明の第１の実施形態のイオンビーム装置による画像取得領域と走査領域の一例を示す模式図である。

【図4】本発明の第１の実施形態の画像取得方法のフローを示すフローチャートである。

【図5】本発明の第１の実施形態のイオンビーム装置によって画像取得する基板の例を示す模式的な平面図である。

【図6】本発明の第１の実施形態の画像取得方法における走査パターンの例を示す模式図である。

【図7】本発明の第１の実施形態の画像取得方法における走査領域の例を示す模式図である。

【図8】本発明の第１の実施形態の画像取得方法における走査パターンの重なり方を示す模式図である。

【図9】本発明の第１の実施形態の画像取得方法における走査掃引の作用を説明する模式図である。

【図10】位置ズレした画像の一例を示す模式図である。

【図11】比較例の走査パターンの一例を示す模式図である。

【図12】本発明の第１の実施形態の変形例（第１変形例）画像取得方法における走査パターンの例を示す模式図である。

【図13】本発明の第２の実施形態のイオンビーム装置の構成の一例を示す模式的なシステム構成図である。

【図14】絶縁物上に導電部が存在する試料の一例および従来技術におけるイオンビームの走査方向を示す上面図である。

【発明を実施するための形態】

【0017】

以下では、本発明の実施形態について添付図面を参照して説明する。すべての図面において、実施形態が異なる場合であっても、同一または相当する部材には同一の符号を付し、共通する説明は省略する。

【0018】

［第１の実施形態］
本発明の第１の実施形態の画像取得方法およびイオンビーム装置について説明する。
図１は、本発明の第１の実施形態のイオンビーム装置の構成の一例を示す模式的なシステム構成図である。

【0019】

図１に示す本実施形態のイオンビーム装置１０は、ガラス板などの絶縁材料からなる基板上に金属パターンを有する試料に、イオンビームを照射して、金属パターンの加工を行なう。イオンビーム装置１０が行なう加工の例としては、例えば、半導体素子などを製造する際に用いられるフォトマスクの修正が挙げられる。イオンビーム装置１０は、マスクの欠陥を、例えば、スパッタエッチング、ガスアシストエッチングまたはガスアシストデポジションによって修正する。このような修正を行なうために、イオンビーム装置１０は、本実施形態の画像取得方法に基づいて、試料の表面の画像を取得することができる。
イオンビーム装置１０は、取得した画像から、金属パターンの欠陥を検出し、欠陥に対して修正を施すことができる。

【0020】

イオンビーム装置１０は、試料室１３、試料ステージ１５（移動ステージ）、イオンビーム鏡筒１１、検出器１８、エッチングガス供給部１６、デポジションガス供給部１７、モニタ１９（表示部）、および制御部２０を備える。

【0021】

試料室１３は、イオンビーム装置１０によって修正が行なわれるマスク１４（試料）を内部に収容する。試料室１３には、図示略の真空排気装置が接続されており、内部の真空度を変えることができる。
試料室１３の内部には、マスク１４を移動可能に保持する試料ステージ１５が配置される。試料室１３において、試料ステージ１５と対向する位置には、試料ステージ１５に向かってイオンビームを照射するイオンビーム鏡筒１１が配置される。本実施形態では、イオンビーム鏡筒１１は、イオンビーム光学系の光学軸１２が鉛直軸に平行になるように配置される。

【0022】

試料ステージ１５は、イオンビーム鏡筒１１からのイオンビームの照射方向に交差する平面内に載置面を有する。試料ステージ１５の載置面にはマスク１４が載置される。試料ステージ１５は、載置されたマスク１４を、少なくともイオンビームの照射方向に交差する平面内に移動可能に支持する。
図１に示すイオンビーム装置１０では、一例として、試料ステージ１５は、水平面内の互いに直交する２軸（以下、Ｘ軸、Ｙ軸とする）に沿って独立に移動できる。
Ｘ軸およびＹ軸に直交する方向はＺ軸と言う。試料ステージ１５のＺ軸は、本実施形態では、イオンビーム光学系の光学軸と同軸である。ただし、図１のＺ軸は見易さのため、光学軸からずれた位置に表示している。

【0023】

試料ステージ１５は、Ｘ軸、Ｙ軸に沿う並進運動以外の移動自由度を有してもよい。
本実施形態における試料ステージ１５は、図示略のＸＹＺ軸ステージ、ティルトステージ、および回転ステージの組み合わせで構成される５軸移動機構からなる。ＸＹＺ軸ステージは、上述のＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸の各軸方向に並進移動する。ティルトステージは、上述のＸ軸またはＹ軸回りに傾動する。回転ステージは、上述のＺ軸回りに回転する。
本実施形態における試料ステージ１５は、後述する制御部２０と通信可能に接続される。試料ステージ１５は、図示略の入力部またはモニタ１９を介して入力される操作者からの動作指令によって動作する。さらに、試料ステージ１５は、後述する制御部２０が必要に応じて生成する動作指令に応じて動作してもよい。

【0024】

イオンビーム鏡筒１１は、イオンビームを発生し、イオンビームを試料ステージ１５上のマスク１４に向けて照射する。
本実施形態におけるイオンビーム装置１０は、マスクの修正も行なう。
イオンビーム鏡筒１１は、イオンを発生するイオン源、イオン源で発生したイオンを集束するレンズ、イオンビームを試料面上で走査掃引する偏向器、イオンビームの一部を通過させる絞りなどを備えている。しかし、図１では、これらの周知の内部構造の図示は省略されている。
イオン源の種類は、イオンを微細な直径に集束してイオンビームに形成できるイオン源であれば限定されない。イオンビームの集束性が良いほど像分解能の優れた画像を得るために好適である。
イオンビーム鏡筒１１に好適に用いることができるイオン源の例としては、例えば、ガス電界電離イオン源、液体金属イオン源、プラズマイオン源などが挙げられる。
偏向器は、イオンを集束するイオンビーム光学系の光学軸に直交する面内において、イオンビームを偏向する。このため、走査平面（レンズの光軸と交差する平面）内における任意方向に、イオンビームを走査し、かつ掃引することができる。

【0025】

イオンビーム鏡筒１１は、後述する制御部２０と通信可能に接続される。イオンビーム鏡筒１１には、制御部２０からの制御信号に基づいて、イオンビーム電流値、イオンビームの走査方向や速度、および掃引方向や速度が設定される。イオンビーム鏡筒１１は、これらの設定値にしたがってイオンビームの走査掃引動作を行なう。

【0026】

検出器１８は、イオンビーム鏡筒１１からのイオンビームが試料に照射されることによって発生する二次荷電粒子を検出する。本実施形態では、検出器１８が検出する二次荷電粒子は、二次イオンおよび二次電子の少なくとも一方である。
検出器１８は、試料室１３内において試料ステージ１５の斜め上方に配置される。
検出器１８は、後述する制御部２０と通信可能に接続される。検出器１８は、検出出力を制御部２０に送出する。

【0027】

エッチングガス供給部１６は、マスク１４上の金属パターン等の導電部の選択的な除去修正を行なう場合に、イオンビーム照射によるエッチングを促進し、試料上の特定箇所を選択的に除去するガス（エッチングガス）を供給する。
エッチングガスの例としては、例えば、ヨウ素などのハロゲン系のガスが挙げられる。
エッチングガス供給部１６は、後述する制御部２０と通信可能に接続される。エッチングガス供給部１６は、制御部２０からの制御信号に基づいてエッチングガスを供給する。

【0028】

デポジションガス供給部１７は、マスク１４上の金属パターンの形成あるいは欠損を修復する修正を行なう場合に、イオンビーム照射により試料上の特定位置に堆積膜を形成するガス（デポジションガス）を供給する。デポジションガスの例としては、例えば、炭素系ガス、シラン系ガス、タングステンなどの金属を含有した炭素系化合物ガスなどが挙げられる。
デポジションガス供給部１７からマスク１４上の修正箇所に、デポジションガスを吹きつけながら、窒素などのイオンビームを照射することで、例えば、炭素、酸化シリコン、白金、またはタングステンなどの膜をマスク１４上に形成可能である。これにより欠陥が修正されたマスクは、露光されても欠陥を転写することなく、正常にパターンを転写することができる。

【0029】

モニタ１９は、後述する制御部２０と通信可能に接続される。モニタ１９は、制御部２０から送出される画像情報に基づく画像を表示する。
後述する制御部２０から送出される画像情報には、後述する本実施形態の画像取得方法によって検出器１８の検出出力から得られたマスク１４の画像取得領域の画像データに基づく画像が含まれる。
モニタ１９が表示する他の画像の例としては、イオンビーム鏡筒１１、試料ステージ１５などのイオンビーム装置１０の装置部分を動作させる操作条件を入力する画面（操作入力画面）と、イオンビーム装置１０の動作状態を示す画面とが挙げられる。

【0030】

制御部２０は、イオンビーム装置１０の各装置部分の動作を制御する。
制御部２０は、少なくとも、マスク１４の修正動作（以下、単に修正動作と言う）に関する制御と、イオンビームによるマスク１４の画像取得動作（以下、単に画像取得動作と言う）に関する制御とを行なう。
例えば、制御部２０は、イオンビーム鏡筒１１およびエッチングガス供給部１６の動作を制御することによって、イオンビームによる除去修正を行なう。これによりエッチングガスを導入しない場合に比べて、マスクパターンの高速加工または所望の材料のみを選択的に除去可能である。
例えば、制御部２０は、イオンビーム鏡筒１１およびデポジションガス供給部１７の動作を制御して、イオンビームによるデポジション修正を行なう。
マスク１４に対してデポジションガス供給部１７から白金、タングステンなどの有機金属ガスなどを吹きつけながら、イオンビームを照射することで、ガス成分の元素を堆積させることができる。例えば、金属パターンの欠け部に対しては、デポジションガス供給部１７からピレン、ナフタレン、フェナントレンなどのカーボンガス、またはテトラメチルシクロテトラシロキサン（ＴＭＣＴＳ）などのシラン系ガスを吹きつけながら、イオンビームを照射し、欠け部をカーボン膜やシリコン酸化膜で埋めることができる。

【0031】

修正動作および画像取得動作のいずれの場合にも、制御部２０はモニタ１９の表示制御を行なう。制御部２０は、モニタ１９に操作入力画面を表示し、操作入力画面を介してイオンビーム装置１０に対する操作者の操作入力を受け付ける。

【0032】

制御部２０は、イオンビーム鏡筒１１、検出器１８、およびモニタ１９の動作を制御することによって、画像取得動作を行なう。画像取得動作は、後述する本実施形態の画像取得方法に基づく。
以下では、画像取得動作に関係する制御部２０の主要な機能構成について、図２を参照して簡単に説明する。
各機能構成の動作に関わる詳細については、後述するイオンビーム装置１０の全体動作の中で説明する。
図２は、本発明の第１の実施形態のイオンビーム装置の制御部の主要な機能構成を示すブロック図である。

【0033】

図２に示すように、制御部２０は、イオンビーム照射制御部２１、画像データ生成部２３、記憶部２４、演算処理部２５、および表示制御部２６を備える。

【0034】

イオンビーム照射制御部２１は、イオンビーム鏡筒１１によるイオンビーム照射動作を制御するとともに、イオンビームの照射動作に同期して、イオンビーム装置１０内の各装置部分の動作を制御する。
このため、イオンビーム照射制御部２１は、イオンビーム鏡筒１１、画像データ生成部２３、および演算処理部２５と通信可能に接続される。

【0035】

画像取得動作において、イオンビーム照射制御部２１は、イオンビームの走査領域を設定する。
図３は、本発明の第１の実施形態のイオンビーム装置による画像取得領域と走査領域の一例を示す模式図である。
図３に示すように、画像取得領域Ｐはマスク１４においてモニタ１９に表示する矩形状の領域である。画像取得領域Ｐは、点Ｐａ、Ｐｂ、Ｐｃ、Ｐｄを頂点とする矩形である。点Ｐａ、Ｐｂ、Ｐｃ、Ｐｄは、図示時計回りにこの順に配置されている。以下、点Ｐａと点Ｐｂとの間の辺（あるいは点Ｐｄと点Ｐｃとの間の辺）に平行な軸線をｘ軸、点Ｐｄと点Ｐａとの間の辺（あるいは点Ｐｃと点Ｐｂとの間の辺）に平行な軸線をｙ軸と言う。
ｘ軸、ｙ軸は、イオンビーム鏡筒１１の２軸の偏向方向に対応する。
イオンビームの走査領域ＳＡ１は、点Ｓａ１、点Ｐｂ、点Ｓｃ１、点Ｐｄを頂点とする平行四辺形である。点Ｓａ１は、点Ｐｄ、点Ｐａを通る直線の延長線上において、点Ｐａに隣り合う点である。点Ｓｃ１は、点Ｐｂ、点Ｐｃを通る直線の延長線上において、点Ｐｃに隣り合う点である。
点Ｐｄと点Ｓｃ１との間の辺（あるいは点Ｓａ１と点Ｐｂとの間の辺）がｙ軸となす交差角はｙ軸から測って＋θ（ただし、０°＜θ＜９０°）である。ここで、交差角の符号は、図示反時計回りが正、図示時計回りが負である。
画像取得領域Ｐは、正方形でも長方形でもよい。画像取得領域Ｐが、正方形の場合には、交差角θは例えば４５°とする。
画像取得領域Ｐが長方形の場合、走査領域ＳＡ１の外形は、平行四辺形の一種である菱形でもよい。

【0036】

走査領域ＳＡ１におけるイオンビームの走査方向は、図示矢印で示すように、点Ｓａ１から点Ｐｂに向かう方向である。このため、イオンビームの各走査線は、ｘ軸およびｙ軸に対して斜めに交差する。
各走査線が点Ｓａ１と点Ｐｂとの間の辺に平行であるため、各走査線の長さ（走査幅）は互いに等しい。
走査領域ＳＡ１におけるイオンビームの掃引方向は、ｙ軸に沿う方向である。例えば、点Ｓａ１から点Ｐｄに向かう方向でもよいし、その反対方向でもよい。
上述した走査領域ＳＡ１内を、点Ｓａ１から点Ｐｂに向かう方向に走査する走査パターンを走査パターンＳｐ１と言う。

【0037】

後述するように、本実施形態では、イオンビーム照射制御部２１は、走査領域ＳＡ１以外に、さらに３つの走査領域を設定する。各走査領域において、イオンビームの走査方向を反転することにより、走査パターンＳｐ１の他に、後述する７種類の走査パターンが得られる。
イオンビーム照射制御部２１は、８種類の走査パターンによってイオンビームの走査掃引動作を制御する。

【0038】

イオンビーム照射制御部２１は、各走査パターンにおけるイオンビームの出力を決めるイオンビーム電流値を制御する。本実施形態では、イオンビーム電流値は、イオンビーム装置１０の操作画面を介して、マスク１４の種類などに応じて操作者が適正なイオン照射量（ドーズ量）に基づいて適宜値に設定することができる。イオンビーム電流値は、走査パターンの種類あるいは数に応じて適宜設定できる。
各走査パターンに対するイオンビーム電流は、次のように設定する。もともと帯電の影響を受けない領域で、良好な画像を得るためのイオンビーム照射量Ｄ（ドーズ量。単位面積当たりのイオン数）は、操作者が経験的に把握している。複数の各走査パターンの各々に対して同じＤと設定すると、走査掃引領域へのイオンビーム照射量は過剰となる。このため、各走査パターンに対するイオンビーム照射量ｄは、上記Ｄを走査パターンの数Ｎ（本実施形態ではＮ＝８）で除した値となるようにイオンビーム電流量、掃引回数を設定する。
本実施形態では、イオンビーム照射制御部２１には、設定可能な走査パターンと、マスク１４の種類に応じた電流値Ｉとが予め記憶されている。
本実施形態では、デフォルトで使用される走査パターンの個数Ｎは８である。

【0039】

イオンビーム照射制御部２１は、各走査パターンにおいて、始点から終点に向けてイオンビームが走査するように偏向器を制御し、１つの走査が終点に達すると、イオンビーム走査をブランキングする。ブランキングとは、１つの走査線の走査終了から次の走査線の走査開始までの間、イオンビームが試料に到達しないように偏向制御することをいう。
ブランキング後、イオンビーム照射制御部２１は、最初の始点位置からわずかに掃引方向に移動した新たな始点から最初の走査線と平行かつ同じ走査幅でイオンビームの走査を行なう。イオンビーム照射制御部２１は、このような制御を繰り返すことで、１つの領域全域に対してイオンビームの走査掃引動作を行なわせる。

【0040】

イオンビーム照射制御部２１は、各走査パターンにおける、最初の走査線の走査開始と、最後の走査線の走査終了のタイミングを後述する画像データ生成部２３に通知する。
イオンビーム照射制御部２１は、画像取得領域Ｐの画像取得するためのすべての走査パターンにおける走査掃引が終了すると、すべての走査掃引が終了したことを後述する演算処理部２５に通知する。

【0041】

画像データ生成部２３は、検出器１８、後述するイオンビーム照射制御部２１、および記憶部２４と通信可能に接続される。
画像データ生成部２３は、検出器１８から検出出力を受信する。画像データ生成部２３には、イオンビーム照射制御部２１から１つの走査パターンの走査開始および走査終了のタイミングが通知される。画像データ生成部２３は、１つの走査パターンの走査開始から走査終了までの検出出力に基づいて画像データを生成する。このため、画像データ生成部２３は、複数の走査パターンごとの各走査領域における画像データ（以下、走査領域画像データと言う）を生成する。
画像データ生成部２３は、生成した各走査領域画像データを記憶部２４に保存する。

【0042】

演算処理部２５は、イオンビーム照射制御部２１、記憶部２４、および表示制御部２６と通信可能に接続される。
演算処理部２５は、イオンビーム照射制御部２１から、すべての走査掃引が終了したことが通知されると、画像取得領域Ｐの画像データの生成を開始する。
演算処理部２５は、記憶部２４に保存された１つの画像取得領域Ｐに関する一連の走査領域画像データを解析して、走査領域画像データ間の位置ズレ量を検出する。演算処理部２５は、必要に応じて走査領域画像データにおける位置ズレ量を補正する。
演算処理部２５は、必要に応じて位置ズレ量を補正した後の各走査領域画像データを合成し、合成された走査領域画像データから、画像取得領域Ｐにおける画像データ（以下、画像取得領域画像データと言う）を抽出する。
演算処理部２５は、抽出された画像取得領域画像データを表示制御部２６に送出する。

【0043】

表示制御部２６は、画像取得動作において、演算処理部２５から送出される画像取得領域画像データをモニタ１９に表示する。

【0044】

制御部２０の装置構成は、ＣＰＵ、メモリ、入出力インターフェース、外部記憶装置などからなるコンピュータからなり、これにより上記のような制御信号を生成する適宜の制御プログラムが実行されるようになっている。

【0045】

次に、イオンビーム装置１０の動作について、本実施形態の画像取得方法に関する動作を中心として説明する。
図４は、本発明の第１の実施形態の画像取得方法のフローを示すフローチャートである。

【0046】

イオンビーム装置１０によって、マスク１４の画像を取得するには、図４に示すステップＳ１〜Ｓ４を実行する。
ステップＳ１は、試料であるマスク１４を観察位置に配置する動作を含むステップである。
操作者は試料ステージ１５上にマスク１４を配置する。操作者は、モニタ１９から操作入力を行なって、マスク１４をイオンビーム鏡筒１１に対して位置合わせする。
ここで、マスク１４の配置例について説明する。
図５は、本発明の第１の実施形態のイオンビーム装置によって画像取得する基板の例を示す模式的な平面図である。ただし、図５は、マスク１４の表面のうち、画像取得領域Ｐ内の表面の様子を示す。

【0047】

図５に示すように、マスク１４の表面には、マスク１４の用途に応じて種々のマスクパターンが形成されている。
図５に示すように、マスク１４の一部には、ガラス板３１（絶縁部、絶縁性基板）上に、互いに平行な複数の金属ラインパターン３０（導電パターン、導電部）によってライン・アンド・スペースのパターンが形成される。金属ラインパターン３０は導電部であり、金属ラインパターン３０に挟まれる領域はガラス板３１が露出した絶縁部（スペース）である。
各金属ラインパターン３０の線幅方向の両端部には、絶縁部との境界部に直線状に延びるエッジ部３０ａが形成される。
絶縁部上には、各金属ラインパターン３０から離間した孤立パターン３２（導電パターン、導電部）が形成されている。孤立パターン３２は、正常なパターンまたは意図せず形成された欠陥である。

【0048】

図５に示すような金属ラインパターン３０を含む画像を取得する場合、エッジ部３０ａが画像取得領域Ｐのｘ軸またはｙ軸に平行になるように、マスク１４を配置する。図５（ａ）では、一例として、エッジ部３０ａがｙ軸に平行に配置されている。
金属ラインパターン３０は、パターン設計上、他の部位で９０°または４５°に屈曲する場合があるが、この場合、屈曲する部位および屈曲する方向は予め知られている。金属ラインパターン３０の延在方向は、マスク１４の外形あるいはマスク１４内に形成されたアライメントマークなどに対して予め知られた位置関係を有する。
まず、操作者は、試料ステージ１５のＸＹ平面上の配置基準に対してマスク１４の外形あるいはアライメントマークを適宜方向に合わせて、マスク１４を試料ステージ１５に載置する。この後、操作者は、予め知られたイオンビーム偏向方向のｘ軸またはｙ軸の方向に一致するよう、試料ステージ１５をＺ軸回りに回転調整する。
この後、操作者は、試料ステージ１５を駆動して、マスク１４の表面が予め知られたイオンビーム鏡筒１１の焦点面に位置するように、Ｚ軸方向の位置調整を行なう。もしくは、イオンビームの焦点をマスク面に合わせる。
この後、操作者は、試料ステージ１５をＸＹ平面内で移動して、マスク１４を観察すべき部位をイオンビームの観察位置の直下に移動する。
このようにして、図５（ａ）示すように、マスク１４が観察位置に配置される。

【0049】

半導体製造に用いるマスクでは、直角部を有する矩形から成る金属ラインパターン３０が大半であるので、一部の金属ラインパターン３０をｙ軸に平行に位置合わせすれば、これと直交する方向に延びる他の金属ラインパターンは、ｘ軸に平行に位置合わせされる。

【0050】

以下の動作説明では、特に断らない限り、図５（ａ）に示す画像取得領域Ｐ内の画像取得を行なう例で説明する。

【0051】

ステップＳ１が終了したら、図４に示すように、ステップＳ２を行なう。
本ステップは、走査パターンを変えて走査領域ごとの画像データを複数取得する動作を含むステップである。
本ステップの具体的な動作を説明する前に、本実施形態で使用される走査パターンについて説明する。
図６（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、図７（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）は、本発明の第１の実施形態の画像取得方法における走査パターンの例を示す模式図である。

【0052】

図６（ａ）に示す走査パターンＳｐ２は、上述した走査パターンＳｐ１（図３参照）において、イオンビームの走査方向が反転された点のみが異なる。走査パターンＳｐ２における走査方向は、点Ｐｂから点Ｓａ１に向かう方向である。

【0053】

図６（ｂ）に示す走査パターンＳｐ３は、走査パターンＳｐ１を図示左右（ｘ軸方向）に反転したことに相当する走査パターンである。
走査パターンＳｐ３の走査領域ＳＡ２は、点Ｐａ、点Ｓｂ２、点Ｐｃ、点Ｓｄ２を頂点とする平行四辺形である。点Ｓｂ２は、点Ｐｃ、点Ｐｂを通る直線の延長線上において、点Ｐｂに隣り合う点である。点Ｓｄ２は、点Ｐａ、点Ｐｄを通る直線の延長線上において、点Ｐｄに隣り合う点である。
点Ｐａと点Ｓｂ２との間の辺（あるいは点Ｓｄ２と点Ｐｃとの間の辺）がｙ軸となす交差角はｙ軸から測って−θである。
イオンビームの走査方向は、図示矢印で示すように、点Ｓｂ２から点Ｐｄに向かう方向である。

【0054】

図６（ｃ）に示す走査パターンＳｐ４は、走査パターンＳｐ３において、イオンビームの走査方向が反転された点のみが異なる。
走査パターンＳｐ４は、走査パターンＳｐ２を図示左右（ｘ軸方向）に反転したことに相当する走査パターンである。

【0055】

図７（ａ）に示す走査パターンＳｐ５は、走査パターンＳｐ４が図示反時計回りに９０°回転されたことに相当する走査パターンである。
走査パターンＳｐ５の走査領域ＳＡ３は、点Ｓａ３、点Ｐｂ、点Ｓｃ３、点Ｐｄを頂点とする平行四辺形である。点Ｓａ３は、点Ｐａ、点Ｐｂを通る直線の延長線上において、点Ｐａに隣り合う点である。点Ｓｃ３は、点Ｐｄ、点Ｐｃを通る直線の延長線上において、点Ｐｃに隣り合う点である。
点Ｓａ３と点Ｐｄとの間の辺（あるいは点Ｐｂと点Ｓｃ３との間の辺）がｙ軸となす交差角はｙ軸から測って＋θである。
イオンビームの走査方向は、図示矢印で示すように、点Ｐｄから点Ｓａ３に向かう方向である。

【0056】

図７（ｂ）に示す走査パターンＳｐ６は、走査パターンＳｐ５において、イオンビームの走査方向が反転された点のみが異なる。

【0057】

図７（ｃ）に示す走査パターンＳｐ７は、走査パターンＳｐ６が図示上下（ｙ軸方向）に反転されたことに相当する走査パターンである。
走査パターンＳｐ７の走査領域ＳＡ４は、点Ｐａ、点Ｓｂ４、点Ｐｃ、点Ｓｄ４平行四辺形である。点Ｓｄ４は、点Ｐｃ、点Ｐｄを通る直線の延長線上において、点Ｐｄに隣り合う点である。点Ｓｂ４は、点Ｐａ、点Ｐｂを通る直線の延長線上において、点Ｐｂに隣り合う点である。
点Ｓａ３と点Ｐｄとの間の辺（あるいは点Ｐｂと点Ｓｃ３との間の辺）がｙ軸となす交差角はｙ軸から測って−θである。
イオンビームの走査方向は、図示矢印で示すように、点Ｓｄ４から点Ｐａに向かう方向である。

【0058】

図７（ｄ）に示す走査パターンＳｐ８は、走査パターンＳｐ７において、イオンビームの走査方向が反転された点のみが異なる。

【0059】

ここで、各走査パターンの重なり方について説明する。
図８は、本発明の第１の実施形態の画像取得方法の製造方法における走査パターンの重なり方を示す模式図である。

【0060】

図８に示すように、走査パターンＳｐ１、…、Ｓｐ８は、すべて画像取得領域Ｐを覆うため、画像取得領域Ｐは、合計８種の走査パターンが重なる。図中の枠内に記載の各数字は走査パターンの重なり数を示す。画像取得領域Ｐの外側では、４種が重なる三角形状の領域（例えば、点Ｐａ、点Ｐｂ、点ｍ１を頂点とする三角形等）が４箇所に、２種が重なる三角形状の領域（例えば、点Ｓａ１、点Ｐａ、点ｍ１を頂点とする三角形等）が８箇所に形成される。
このように、本実施形態では、画像取得領域Ｐがイオンビームによって多方向に最大８種の走査パターンについて多重に走査掃引される。しかし、画像取得領域Ｐ外は、イオンビームの走査掃引の重なりが少ないため、イオンビーム照射による試料面の損傷は少ない。

【0061】

ステップＳ２において、走査パターンＳｐ１、…、Ｓｐ８の走査掃引の実行順序は特に限定されない。以下では、一例として、走査パターンＳｐ１、…、Ｓｐ８の順に走査掃引が実行される。
本ステップは、モニタ１９を介して操作者が画像取得領域を指定して、画像取得を開始する操作入力を行ない、制御部２０がこの操作入力を受け付けることによって開始される。
この操作入力において、操作者は、パターンとイオンビーム走査の交差角、走査パターンの種類、個数、イオンビーム電流値を指定してもよい。
操作者の指定がなければ、制御部２０のイオンビーム照射制御部２１は、デフォルトで走査パターンＳｐ１、…、Ｓｐ８を用いる設定を行なう。また、イオンビーム照射制御部２１は、各走査掃引におけるイオンビーム電流値を自動設定する。

【0062】

まず、イオンビーム照射制御部２１は、イオンビーム鏡筒１１に走査パターンＳｐ１に基づく動作指令を送出する。同時に、イオンビーム照射制御部２１は、画像データ生成部２３に走査掃引の開始を通知する。

【0063】

イオンビーム鏡筒１１は、走査パターンＳｐ１に基づいて、マスク１４上にイオンビームを走査掃引する。
ここで、イオンビームの走査方向である第１の方向は、走査領域ＳＡ１において点Ｓａ１から点Ｐｂに向かう方向である。イオンビームの掃引方向である第２の方向はｙ軸方向である。第２の方向は第１の方向と斜めに交差する。

【0064】

イオンビームがマスク１４に照射されると、照射部から二次荷電粒子、例えば二次電子が放射される。
検出器１８は、二次荷電粒子を検出すると、検出出力を画像データ生成部２３に逐次送出する。
走査掃引の開始を通知された画像データ生成部２３は、検出器１８から送出される検出出力に基づいて画像データの生成を開始する。

【0065】

イオンビームは、対象とする領域に走査掃引される。
照射領域に絶縁部があると、絶縁部は帯電する。しかし、帯電した電荷の一部は、ブランキング中に隣接する導電部を通じて拡散などして減少する。ブランキング時間が長いと帯電量は少なくなるが、無意味に長いと所望の領域の観察や加工時間が長くなり好ましくない。逆に、ブランキング時間が短いと、直前の帯電が減少しないうちに次のイオンビーム走査によって帯電が重畳され、帯電量が増える。また、イオンビーム走査ごとにブランキング時間が不均一な場合や、イオンビーム走査時間が各走査線ごとに異なる場合には、画像形成領域全体で帯電が不均一となり、取得した画像に斑が生じる。このため、所定の領域に対して適正な一定の走査時間と適正な一定のブランキング期間とを設定して等幅走査となるようにイオンビーム制御することが重要である。
従って、画像取得領域が矩形（正方形または長方形）の場合、矩形の１辺に対して傾斜する斜辺と、上記１辺に隣接する２辺を有する平行四辺形が最適形状となる。

【0066】

イオンビーム照射制御部２１は、走査パターンＳｐ１に基づく走査掃引が終了すると、画像データ生成部２３に走査掃引の終了を通知する。
走査掃引の終了を通知された画像データ生成部２３は、画像データの生成を終了する。生成された画像データは走査パターンＳｐ１による走査領域ＳＡ１の範囲の画像データである。以下、この画像データを走査領域画像データＧｓ１と言う。画像データ生成部２３は、走査領域画像データＧｓ１を記憶部２４に保存する。
このようにして、１回目の走査掃引による走査領域画像データＧｓ１の取得が終了する。

【0067】

走査領域画像データＧｓ１が保存された後、イオンビーム照射制御部２１は、走査パターンＳｐ１を走査パターンＳｐ２に代える点を除いて、上記と同様の制御を行なう。
本実施形態では、イオンビーム照射制御部２１は、１つの走査パターンに基づく走査掃引が終了し、画像データ生成部２３による走査領域画像データの保存が終了すると直ちに次の走査掃引のための制御を行なう。
このような動作を繰り返すことによって、走査パターンＳｐ８に基づく走査掃引が終了すると、記憶部２４に、走査領域画像データＧｓ１、…、Ｇｓ８が保存されている。
イオンビーム照射制御部２１は、走査パターンＳｐ８の走査掃引が終了すると、すべての走査掃引が終了したことを演算処理部２５に通知する。
以上で、ステップＳ２が終了する。

【0068】

ステップＳ１の実行後、金属ラインパターン３０のエッジ部３０ａは、ｙ軸に平行に位置合わせされている。
このため、ステップＳ２における各走査パターンに基づく各走査掃引動作は、イオンビームを用いて、エッジ部３０ａに斜めに交差する第１の方向における等幅走査と、第１の方向と交差する第２の方向への掃引とを行なって、画像取得領域Ｐよりも広い平行四辺形状の走査領域にイオンビームを照射する第１の動作を含む。
なお、１つの走査パターンに対する掃引は１回でも複数回でもよい。
さらに、これらの第１の動作は、等幅走査の走査方向および掃引の掃引方向の少なくとも一方を変えるともに、画像取得領域Ｐにおけるイオンビームの照射量の総量がほぼ同面積の領域に対する適正な画像を得るための、操作者または制御部が予め知っている照射量になるように前記イオンビームの電流、掃引回数が設定して行なわれる。
第２の動作は、複数回行なわれる第１の動作の後にその都度行なわれる。
また、ステップＳ２には、イオンビームを照射することによって発生する二次荷電粒子を検出することによって走査領域画像データＧｓ１を生成する第２の動作が含まれる。

【0069】

ここで、ステップＳ３について説明する前に、ステップＳ２における走査掃引の作用について説明する。
図９（ａ）、（ｂ）は、本発明の第１の実施形態の画像取得方法における走査掃引の作用を説明する模式図である。

【0070】

ステップＳ２における各走査掃引は、走査パターンＳｐ１、…、Ｓｐ８に基づいて行なわれる。図９（ａ）に実線の矢印で走査方向を示すように、画像取得領域Ｐにおいて、いずれの場合の走査方向もｙ軸に対して交差角±θで斜めに交差する。このため、第１の方向であるｙ軸方向に延びるエッジ部３０ａとも、交差角±θで斜めに交差する。
孤立パターン３２を走査するイオンビームは、隣り合う一方の金属ラインパターン３０のエッジ部３０ａを横断してから、絶縁部であるガラス板３１の表面を通過して、孤立パターン３２に到る。孤立パターン３２を通過するイオンビームは、孤立パターン３２を出てガラス板３１の表面を通過し、隣り合う他方の金属ラインパターン３０のエッジ部３０ａを横断して金属ラインパターン３０に到る。

【0071】

マスク１４の絶縁部は、イオンビームの走査を受けると帯電する。ブランキング時間に応じて帯電電荷は減少するが、ある程度の電荷は残る。
イオンビームが残留する帯電電荷の影響を受けにくくするには、イオンビームが導電部を通過する前後で絶縁部を通る距離をなるべく短くする必要がある。
図９（ａ）の場合、孤立パターン３２を通過する走査線における絶縁部の通過長さを最小にできるのは、ｘ軸に沿う走査方向（図示の破線の矢印参照）である。
これに対して、図示の二点鎖線の矢印で示すように、ｙ軸に沿う走査方向では、孤立パターン３２を通過する走査線は、導電部としての孤立パターン３２を通過する以外は、絶縁部上を走査する。孤立パターン３２が微小パターンの場合、絶縁部の通過長さは、画像取得領域Ｐのｙ軸方向の幅と略同じになる。
このため、絶縁部の帯電電荷の影響が大きくなり、孤立パターン３２の画像が変形したり、確認できなかったりする。

【0072】

本実施形態では、エッジ部３０ａと走査線との交差角が±４５°であるため、絶縁部の通過長さは、走査方向がｘ軸方向の場合の１．４倍程度である。
例えば、金属ラインパターン３０のライン間隔をｗ、画像取得領域Ｐの各辺の長さをＷ（ただし、Ｗ＞ｗ）、孤立パターン３２の各辺の大きさをΔ（ただし、Δ＜ｗ）とする。図示破線の走査方向では、絶縁部を通過する距離がｗ−Δであるため、本実施形態の各走査方向では、絶縁部を通過する距離は１．４×（ｗ−Δ）になる。これに対して、図示二点鎖線の走査方向では、絶縁部を通過する距離がＷ−Δとなる。このため、１．４×ｗ＜Ｗであれば、本実施形態の走査の方が、絶縁部を通過する距離が大幅に小さくなる。この条件は、金属ラインパターン３０に対する画像取得領域Ｐの大きさを適宜設定することによって満足することができる。
このように、本実施形態のように、イオンビームをｙ軸に対して斜め方向に走査することによって、走査方向がｙ軸方向である場合に比べて、帯電電荷の影響を低減できる。

【0073】

本実施形態の走査パターンは、ｙ軸方向に延びる導電部とｘ軸方向に延びる導電部とが、１つのマスク１４に混在する場合に特に好ましい。
図９（ｂ）は、画像取得領域Ｐとして、ｘ軸方向に延びる金属ラインパターン３４（導電パターン、導電部）が存在する場合の例を示す。
この場合、上記と同様の理由で、走査方向がｘ軸方向のとき（図示破線矢印参照）帯電電荷の影響が最大になる。例えば、図９（ａ）における金属ラインパターン３０に対して走査方向を最適化して走査方向をｘ軸方向に選ぶと、図９（ｂ）のような画像取得領域Ｐでは良好な画像を取得できなくなる。このため、画像取得領域Ｐごとに、導電部のパターンの向きを調べて、それに応じて、走査方向を変更する必要が生じる。
ところが、本実施形態によれば、図９（ａ）、（ｂ）いずれの場合でも、帯電電荷の影響は少なく、かつ同程度に収まる。このため、導電部のパターンの向きを詳しく調べて走査方向を設定するステップを省いて、良好な画像を容易に取得できる。この結果、画像観察に要する作業時間を短縮することができる。

【0074】

さらに、本実施形態では、１つの走査パターンにおけるイオンビーム照射量は、本来１回の走査掃引で画像を取得する際に必要なイオンビーム照射量Ｄの１／Ｎとする。
このように照射するイオンビーム電流値（又はドーズ量）が少なくなると、二次荷電粒子の検出量が低下するため、画像のコントラストはある程度低下する。
しかし、１つの走査パターンに基づく走査掃引における帯電量も低下するため、絶縁部における帯電電荷によるイオンビームへの影響も低下する。
つまり、各走査領域画像データは、低コントラストであっても、導電部の配置をより忠実に再現する画像データになる。

【0075】

ステップＳ２の後、ステップＳ３を行なう。本ステップは、走査領域画像データＧｓ１、…、Ｇｓ８に基づく画像データを合成する動作を含むステップである。
本ステップは、イオンビーム照射制御部２１からすべての走査掃引が終了したことが通知されると、演算処理部２５によって開始される。
演算処理部２５は、本ステップにおいて、位置ズレ量検出動作（第５の動作）、位置ズレ量補正動作（第６の動作）、および画像合成動作（第３の動作）を、この順に行なってもよい。

【0076】

位置ズレ量検出動作では、演算処理部２５は、少なくとも、ステップＳ２で行なわれた最初の走査掃引で生成された走査領域画像データＧｓ１に対する最後の走査掃引で生成された走査領域画像データＧｓ８の位置ズレ量を検出する。

【0077】

上述したように、本実施形態では、１回の走査掃引当たりの帯電電荷は低い。しかし、走査掃引を繰り返すため、マスク１４の表面には次第に帯電電荷が蓄積する。このため、帯電電荷の蓄積量によっては、画像取得領域Ｐを走査掃引するイオンビームが全体として帯電電荷の影響を受けて曲げられるおそれがある。この結果、生成された走査領域画像データの位置が、ｘｙ平面内でドリフト（位置ズレ）する場合がある。また、試料ステージのドリフトなど機械的な微動で取得画像がズレる場合がある。
図１０は、位置ズレした画像の一例を示す模式図である。

【0078】

例えば、図１０に示す画像例では、二点鎖線で示す走査領域画像データＧｓ１に対して走査領域画像データＧｓ８が、全体としてｘ軸の正方向（図示右側）に、距離ｄだけ平行移動している。
このような画像の位置ズレは一例であり、位置ズレ量（大きさと方向）は、マスク１４の帯電量、マスク１４のマスクパターン、イオンビームの照射量などによっても異なる。

【0079】

演算処理部２５は、各走査領域画像データの比較によって、相対的な位置ズレ量を検出する。
具体的には、本実施形態では、走査領域画像データ同士の同一部位を表す特徴部分の位置を特定し、ｘｙ平面における画像の位置ズレ量を検出する。
位置ズレ量の検出に用いる走査領域画像データの特徴部分としては、欠陥を有しないと見なしうるエッジ部、角部などが挙げられる。本実施形態の走査領域画像データは、帯電電荷の影響が少ないため形状再現性が高い。ただし、欠陥部分の形状を特徴抽出することによって、位置ズレ量を検出してもよい。
さらに、走査領域画像データの一部の特徴部分のみではなく、画像取得領域Ｐ内の画像全体の画像マッチングによって画像の位置ズレ量を検出してもよい。

【0080】

最後の走査掃引による走査領域画像データＧｓ８と走査領域画像データＧｓ１との画像比較によって検出される位置ズレ量は、位置ズレ量の大きさが最大となる可能性が高い。以下では、この位置ズレ量を全体の位置ズレ量と言う。
演算処理部２５が検出する位置ズレ量は、全体の位置ズレ量には限定されない。
例えば、走査領域画像データＧｓ８と、走査領域画像データＧｓ２、…、Ｇｓ７のうち１以上の走査領域画像データと、走査領域画像データＧｓ１との画像比較によって、複数の位置ズレ量を検出してもよい。
以下、走査領域画像データＧｓ２、…、Ｇｓ７のうち１以上の走査領域画像データと、走査領域画像データＧｓ１との画像比較による位置ズレ量は、部分位置ズレ量と言う。

【0081】

本実施形態では、演算処理部２５は、一例として、全体の位置ズレ量のみを検出する。画像データの特報部分としては、正常と見なしうるエッジ部の位置ズレから位置ズレ量を求める。例えば、図１０の場合、走査領域画像データＧｓ１、Ｇｓ８におけるエッジ部３０ａのｘ軸正方向における移動量ｄを全体の位置ズレ量として検出する。

【0082】

位置ズレ量補正動作では、演算処理部２５は、位置ズレ量検出動作で検出された位置ズレ量に基づいて、走査領域画像データＧｓ１、…、Ｇｓ８の位置ズレ量を必要に応じて補正する。本実施形態では、位置ズレ量の基準となる走査領域画像データＧｓ１の位置ズレ量は０と見なすため、補正は行なわれない。

【0083】

位置ズレ量検出動作において、全体の位置ズレ量のみを検出する場合、演算処理部２５は、走査領域画像データごとの位置ズレ量の補正は、全体の検出量を各走査領域画像データの位置ズレ量として配分する。配分の仕方は、比例配分でもよいし、位置ズレの変化特性が知られている場合には、位置ズレの変化特性に応じて非線形に配分してもよい。
位置ズレ量検出動作において、１以上の部分位置ズレ量を検出する場合、演算処理部２５は、全体の位置ズレ量と、部分位置ズレ量とを用いた補間演算によって、各走査領域画像データの位置ズレ量を算出する。

【0084】

本実施形態では、全体の位置ズレ量ｄを等分して、走査領域画像データＧｓ２、…、Ｇｓ７の位置ズレ量を補正する。具体的には、演算処理部２５は、走査領域画像データＧｓｉ（ｉ＝１、…、８）を、（ｉ−１）ｄ／７だけ、ｘ軸負方向に移動する。移動後の各画像データは、走査領域画像データｇｓ１、…、ｇｓ８で表す。
演算処理部２５は、走査領域画像データｇｓ１、…、ｇｓ８を記憶部２４に保存する。
なお、上述の説明では、走査画像領域（画像取得領域Ｐ）のズレ量に注目していたが、これに限定されることはなく、予め画像取得領域Ｐ近傍の特徴的な形状（参照パターン）を決めておき、各走査パターンの走査掃引のたびに、参照パターンの画像も取得し、この参照パターンのズレ量から画像取得領域のズレ量を把握してもよい。
以上で、位置ズレ量検出動作および位置ズレ量補正動作が終了する。

【0085】

この後、演算処理部２５は、画像合成（画像の重ね合わせ。積算）動作を行なう。
画像合成動作では、演算処理部２５は、走査領域画像データＧｓ１，…、Ｇｓ８が補正された走査領域画像データｇｓ１、…、ｇｓ８を合成する。走査領域画像データｇｓ１、…、ｇｓ８は、それぞれ走査領域画像データＧｓ１，…、Ｇｓ８に基づく画像データである。
演算処理部２５は、記憶部２４に記憶された走査領域画像データｇｓ１、…、ｇｓ８から、それぞれ画像取得領域Ｐの範囲の画像データを読み出して、加え合わせる演算処理を行なう。これにより、演算処理部２５は、画像取得領域Ｐのサイズの画像取得領域画像データＧＰを生成する。
演算処理部２５は、生成した画像取得領域画像データＧＰを記憶部２４に保存する。
以上で、画像合成動作が終了し、ステップＳ３が終了する。

【0086】

走査領域画像データｇｓ１、…、ｇｓ８は、イオンビーム照射量Ｄ／８によるイオンビームの照射で取得されるため、それぞれの信号強度も約１／８になり、それぞれのＳＮ比は低い。
しかし、本実施形態では、上述したように、マスク１４の帯電の影響による形状の変形等が低減される。このため、走査領域画像データｇｓ１、…、ｇｓ８は、位置情報に関しては高強度で１回の走査掃引を行なって得られる画像よりも正確な画像データである。
さらに、本実施形態では、走査領域画像データｇｓ１、…、ｇｓ８において位置ズレ量が補正されている点でも、位置情報に関してより正確な画像データが加算される。
これらの走査領域画像データが加算されることによって、画像取得領域画像データＧＰは、高強度で１回の走査掃引を行なって得られる画像と同様の信号強度が得られ、鮮明な画像になる。
合成される走査領域画像データｇｓ１、…、ｇｓ８は、複数の走査方向で取得されるため、帯電電荷によるノイズが現れる場合に、現れ方が走査方向によって異なる。この結果、正しい画像データのように加算されることがないため、画像取得領域画像データＧＰの中で低強度の画像データになる。このため、画像取得領域画像データＧＰのＳＮ比は、個々の走査領域画像データに比べて大きくなる。

【0087】

以上、演算処理部２５が走査領域画像データに施す演算処理として、走査領域画像データ間の加算による合成演算の例で説明した。演算処理部２５は、走査領域画像データを合成する前に、走査領域画像データに対する他の演算処理を行なってもよい。例えば、演算処理部２５は、画像強調処理、平均化処理、ノイズ除去処理などの演算処理を行なってもよい。

【0088】

ステップＳ３の後、ステップＳ４を行なう。本ステップは、画像取得領域画像データＧＰを表示する動作（第４の動作）を含むステップである。
演算処理部２５は、記憶部２４に保存した画像取得領域画像データＧＰを、表示制御部２６に送出する。表示制御部２６は、画像取得領域画像データＧＰに基づく画像をモニタ１９に表示する。
以上で、ステップＳ４が終了する。
操作者は、モニタ１９に表示された画像によって、画像取得領域Ｐ内の欠陥の有無を判断し、必要に応じて、修正動作を開始することができる。

【0089】

ステップＳ４の終了後、操作者は、試料ステージ１５を用いて、マスク１４をＸＹ平面内で移動することによって、マスク１４の他の部位における画像を上記と同様にして、取得することができる。
ただし、マスク１４の画像取得領域Ｐの大きさ範囲において、導電部のエッジ部が走査方向に揃っている部位がないことが分かっている場合がある。この場合には、操作者は、上記ステップＳ１を省略し、ステップＳ２から開始することができる。
例えば、半導体製造に用いるマスクのマスクパターンのエッジ部は、互いに直交する方向に延びている場合がほとんどである。このため、例えば、ステップＳ１において、エッジ部の方向をｙ軸合わせれば、これと直交する他のマスクパターンの部位では、エッジ部の方向がｘ軸方向に合っているため、再度のＺ軸周りの回転による位置調整は不要である。
このため、ステップＳ１を繰り返さなくてもよいため、迅速な画像取得を行なうことができる。

【0090】

以上説明したように、本実施形態では、マスク１４における直線状のエッジ部に斜めに交差する方向に走査し、また、走査方向を違えて複数回掃引して、各々の走査パターンで得た画像データを積算するため、孤立パターン３２を通過する際に、長い絶縁部をイオンビーム走査することが低減できるため、帯電の影響を低減でき、結果的に良好な画像が得られる。
つまり、直線状のエッジ部に斜めに交差する方向に走査することで、ある走査パターンでは絶縁部の走査長さが若干長くなる場合があっても、異なる走査パターンでは絶縁部の走査長さが圧倒的に短くなる場合があるため、これら複数の走査パターンで得た画像を積算する（重ね合わせる）ことで、帯電の影響を大きく低減した画像を得ることができる。
また、各走査パターンに対するイオンビーム照射量が少ないため、１つの走査パターンについての画像は帯電の影響が少ない、斑が少ない画像となり、これらの画像を複数積算することで、画像取得領域の良質な画像が取得できる。
イオンビーム装置１０およびこれを用いた本実施形態の画像取得方法によれば、直線状のエッジ部を持つ導電部が形成された絶縁性基板の画像を、イオンビームを用いて取得する場合に、絶縁性基板の帯電の影響を低減した画像を容易に取得できる。

【0091】

さらに、本実施形態では、各走査パターンにおけるイオンビームの走査幅（走査時間）が走査パターン内で互いに等しいため、走査線ごとのイオンビームの照射量が一定になる。走査線当たりの帯電量が一定になることによってマスク１４の帯電斑の影響を抑制できる。
この点について、図１１を参照して説明する。
図１１は、比較例の走査パターンの一例を示す模式図である。

【0092】

図１１に示す比較例の走査パターンＳｐｒは、走査パターンＳｐ１と同様の走査方向、掃引方向であって、画像取得領域Ｐの内部のみを走査する走査パターンである。
この走査掃引方法では、イオンビームの走査幅（走査時間）が場所によって異なる。具体的には、点Ｐｂ、Ｐｄを通る走査線の走査幅が最長であり、より点Ｐａ、Ｐｃに近い部位を通過する走査線ほど走査幅が短くなる。
このような走査パターンＳｐｒに基づいて走査掃引を行なわれると、走査線ごとにブランキング時間が異なり、帯電量が場所によって異なる。このため、画像取得領域の点Ｐａ、点Ｐｃ付近と点Ｐｂ、点Ｐｄ付近では画像の明度の差（斑）が生じる。帯電量の分布によっては画像が歪むことにもなる。
これに対して、本実施形態の走査パターンでは、等幅走査が行なわれるため、ブランキング時間が一定で、掃引場所による画像明度の均一な画像が得られる。

【0093】

［第１変形例］
次に、本実施形態の変形例（第１変形例）の画像取得方法およびイオンビーム装置について説明する。
本変形例は、上記第１の実施形態において、走査パターンを変更した例であり、イオンビーム照射制御部２１に記憶される走査パターンのみが異なる。以下、上記第１の実施形態と異なる点を中心に説明する。
図１２は、本発明の第１の実施形態の変形例（第１変形例）画像取得方法における走査パターンの例を示す模式図である。

【0094】

図１２に示すように、本変形例の走査パターンＳｐ１１は、画像取得領域Ｐに外接する矩形状の走査領域ＳＢ１にて走査掃引が行なわれる。
走査領域ＳＢ１は、点Ｓｍ１、点Ｓｍ２、点Ｓｍ３、点Ｓｍ４を頂点とする長方形である。点Ｓｍ４と点Ｓｍ１との間の辺は、点Ｐａを通り、ｙ軸から−θ傾斜した線分である。点Ｓｍ１と点Ｓｍ２との間の辺は、点Ｓｍ４と点Ｓａ１との間の辺に直交し、点Ｐｂを通る線分である。点Ｓｍ２と点Ｓｍ３との間の辺は、点Ｓｍ４と点Ｓｍ１との間の辺に平行で、点Ｐｃを通る線分である。点Ｓｍ３と点Ｓｍ４との間の辺は、点Ｓｍ１と点Ｓｍ２との間の辺に平行で点Ｐｄを通る線分である。
走査パターンＳｐ１１におけるイオンビームの走査方向（実線矢印参照）は、点Ｓｍ４から点Ｓｍ１に向かう方向である。
走査パターンＳｐ１１におけるイオンビームの掃引方向は、走査方向に直交する方向である。点Ｓｍ１から点Ｓｍ２に向かう方向、またはその反対方向である。
走査パターンＳｐ１１における各走査線の幅は、点Ｓｍ４と点Ｓｍ１との間の辺の長さに等しい。

【0095】

本変形例における他の走査パターンＳｐ１２、Ｓｐ１３、Ｓｐ１４の図示は省略するが、走査方向の反転と、ｙ軸に関する対称移動とによって得られる。
例えば、走査パターンＳｐ１２は、走査領域ＳＢ１において、走査方向が反転される。
例えば、走査パターンＳｐ１３は、走査パターンＳｐ１１を図示左右（ｘ軸方向）に反転したことに相当する走査パターンである。走査パターンＳｐ１３はｙ軸に関する対称移動によって得られる。
例えば、走査パターンＳｐ１４は、走査パターンＳｐ１３の走査方向が反転される。

【0096】

画像取得領域Ｐが正方形で、θ＝４５°の場合には、走査領域ＳＢ１は、長方形の一種である正方形である。走査領域ＳＢ２は、走査領域ＳＢ１に一致する。このとき、走査パターンＳｐ１１、Ｓｐ１３の走査方向は点Ｓｍ４から点Ｓｍ１に向かう方向、走査パターンＳｐ１２、Ｓｐ１４の走査方向は点Ｓｍ２から点Ｓｍ１に向かう方向である。

【0097】

本変形例によれば、上記走査パターンＳｐ１、…、Ｓｐ８に代えて、走査パターンＳｐ１１、…、Ｓｐ１４を用いて走査掃引を行なう以外は、上記第１の実施形態と同様にして、画像取得領域Ｐの画像を取得することができる。
以下、本変形例の画像取得方法について、上記第１の実施形態と異なる点を中心に説明する。

【0098】

本変形例のステップＳ１は、上記第１の実施形態のステップＳ１と同様のステップである。

【0099】

本変形例のステップＳ２では、イオンビーム照射制御部２１が、走査パターンＳｐ１１、…、Ｓｐ１４を用いて４種の走査掃引を行なう制御を行なう。このとき、イオンビーム照射量は、Ｄ／４に設定する。
ここでＤは、走査領域ＳＢ１の範囲を１回の走査掃引で良好な画像が取得できるイオン照射量である。

【0100】

本変形例では、イオンビームの走査方向と掃引方向とが互いに直交する。このため、各走査パターンにおける走査掃引の制御は、イオンビーム装置において周知にラスターローテーションを行なう場合の走査掃引動作と略同様である。

【0101】

本変形例のステップＳ２では、４種の走査パターンでの走査掃引の結果、走査パターンＳｐ１１、…、Ｓｐ１４に対応する走査領域画像データＧｓ１１、…、Ｇｓ１４が、記憶部２４に保存される。

【0102】

本変形例のステップＳ３では、走査領域画像データＧｓ１１、…、Ｇｓ１４を用いて、上記位置ズレ量検出動作、位置ズレ量補正動作、および画像合成動作を行なう点のみが、上記第１の実施形態と異なる。
すなわち、走査領域画像データＧｓ１１、…、Ｇｓ１４の位置ズレ量に基づいて補正された走査領域画像データｇｓ１１、…、ｇｓ１４が生成される。演算処理部２５は、走査領域画像データｇｓ１１、…、ｇｓ１４を合成して、画像取得領域Ｐの画像取得領域画像データＧＰを生成する。
本変形例のステップＳ４は、上記第１の実施形態のステップＳ４と同様のステップである。

【0103】

本変形例は、走査領域の外形が、平行四辺形のうち正方形または長方形からなる例になっている。
画像取得領域Ｐの内部に関しては、走査パターンが４種になっているのみで、金属ラインパターン３０のエッジ部３０ａに対する走査方向は同じ斜め４方向である。
このため、上記第１の実施形態とまったく同様にして、孤立パターン３２を通過する際に、イオンビームが絶縁部を通過する距離を低減できる。
この結果、直線状のエッジ部を持つ導電部が形成された絶縁性基板の画像を、イオンビームを用いて取得する場合に、絶縁性基板の帯電の影響を低減した画像を容易に取得できる。

【0104】

上記第１の実施形態における走査パターンでは、画像取得領域Ｐの外側の走査領域が画像取得領域Ｐの２辺の外側のみに形成される。
これに対して、本変形例では、走査方向と掃引方向とが直交するため、画像取得領域Ｐの外側の走査領域が画像取得領域Ｐの各辺の外側にそれぞれ形成される。画像取得領域Ｐの各辺には、画像取得領域Ｐの内部と同じ掃引回数のイオンビームの走査掃引を受ける領域が発生する。
例えば、図１２に示すように、画像取得領域Ｐが正方形で、θ＝４５°の場合、本変形例では、画像取得領域Ｐの外側の点Ｓｍ１、点Ｐａ、点Ｐｂを頂点とする三角形、点Ｓｍ２、点Ｐｂ、点Ｐｃを頂点とする三角形、点Ｓｍ３、点Ｐｃ、点Ｐｄを頂点とする三角形、点Ｓｍ４、点Ｐｄ、点Ｐａを頂点とする三角形は、互いに合同な二等辺三角形である。
このため、これらの三角形領域は、画像取得領域Ｐの内部と同様に４回のイオンビームの走査掃引を受ける。
このため、画像取得領域Ｐの外側は、画像取得領域Ｐの内部と同じ照射損傷を受けることになる。
画像取得領域Ｐ外の照射損傷が大きいと判断される場合には、上記第１の実施形態のように、走査方向と掃引方向とを斜交させるとともに、掃引方向が画像取得領域Ｐの一辺に沿う平行四辺形状の走査パターンを用いることがより好ましい。

【0105】

［第２の実施形態］
本発明の第２の実施形態のイオンビーム装置について説明する。
図１３は、本発明の第２の実施形態のイオンビーム装置の構成の一例を示す模式的なシステム構成図である。

【0106】

図１３に示す本実施形態のイオンビーム装置４０は、イオンビームによって試料４４の観察とイオンビーム照射によるスパッタリング加工のみを行なう装置である。試料４４は上記第１の実施形態におけるマスクに限定されないが、絶縁部と導電部が混在する試料が好適であり、イオンビーム照射によるスパッタリング加工は、この試料４４の断面を形成する加工などを指す。
イオンビーム装置４０は、上記第１の実施形態のイオンビーム装置１０のエッチングガス供給部１６、およびデポジションガス供給部１７を削除し、イオンビーム鏡筒１１、検出器１８、制御部２０に代えて、イオンビーム鏡筒４１、検出器４８、制御部５０を備える。
以下、上記第１の実施形態と異なる点を中心に説明する。

【0107】

イオンビーム鏡筒４１は修正動作を行なわない。
検出器４８は、イオンビーム鏡筒４１から試料４４に照射されるイオンビームに起因する二次荷電粒子を検出する。
検出器４８は、二次荷電粒子として、例えば、試料４４から発生する二次イオン、二次電子などを検出する。

【0108】

制御部５０は、エッチングガス供給部１６、およびデポジションガス供給部１７の削除に伴って、これらを制御する機能構成を、上記第１の実施形態の制御部２０から削除して構成される。
このため、詳細の図示は省略するが、制御部５０は、上記第１の実施形態と同様なイオンビーム照射制御部２１、画像データ生成部２３、記憶部２４、演算処理部２５、および表示制御部２６を備える。

【0109】

本実施形態の制御部５０は、修正動作を行なわない点以外は、上記第１の実施形態の制御部２０と同様の制御を行なう。

【0110】

本実施形態のイオンビーム装置４０によれば、上記第１の実施形態と同様にして、試料４４における画像取得領域Ｐの画像を取得できる。
本実施形態のイオンビーム装置４０によれば、上記第１の実施形態と同様にして、ステップＳ１〜Ｓ４を実行することができる。
このため、イオンビーム装置４０は、上記第１の実施形態と同様にして、直線状のエッジ部を持つ導電部が形成された絶縁性基板の画像を、イオンビームを用いて取得する場合に、絶縁性基板の帯電の影響を低減した画像を容易に取得できる。

【0111】

なお、上記各実施形態および第１変形例の説明では、複数の走査パターンによって、走査領域内で走査方向または掃引方向が異なる複数のイオンビームの照射を行なうことによって、画像取得領域の画像を取得する場合の例で説明した。走査パターンの数としては、４種または８種が例示されているが、走査パターンの数はこれらには限定されない。
走査パターンの数は１種でもよい。例えば、マスク１４のマスクパターンの種類によっては、イオンビームの走査方向あるいは走査領域を変えた複数の走査領域画像データを取得しなくても、帯電電荷の影響を受けない画像が取得される場合がある。この場合には、複数の走査領域画像データを取得することは必須ではない。
この場合、第３の動作では、１つの走査領域画像データから画像取得領域内の画像データを抽出する演算処理のみによって画像取得領域の画像データが生成されてもよい。

【0112】

上記第１変形例の説明では、走査パターンＳｐ１１、…、Ｓｐ１４によって１回ずつ合計４回の走査掃引を行なう場合の例で説明した。しかし、同じ走査パターンによって複数回の走査掃引を行なって走査領域画像データを生成してもよい。この場合、各走査パターンについて、同じ走査掃引回数とすることが良好な画像を得るうえで好ましい。
例えば、上記第１変形例において、走査パターンＳｐ１１、…、Ｓｐ１４について２回ずつの走査掃引を行ない、合計８つの走査領域画像データに基づいて画像処理を行なって、画像取得領域画像データを生成してもよい。ただし、この場合、１回の走査掃引におけるイオンビーム照射量はＤ／８となるように設定する。

【0113】

上記各実施形態および第１変形例の説明では、走査パターンの走査領域の外形が、画像取得領域の辺や頂点が接する場合の例で説明した。しかし、走査領域の外形は、画像取得領域と接することなく画像取得領域を内側に含む形状であってもよい。

【0114】

上記各実施形態および第１変形例の説明では、画像合成動作（第３の動作）が行なわれる前に、位置ズレ量検出動作（第５の動作）および位置ズレ量補正動作（第６の動作）が行なわれる場合の例で説明した。しかし、マスク１４が帯電しにくい場合など、画像データの全体の位置ズレ量が少ないことが分かっている場合などには、第５の動作および第６の動作は省略してもよい。
この場合、第３の動作で合成される走査領域画像データは、第２の動作で生成した走査領域画像データ自体に基づく。

【0115】

以上、本発明の好ましい実施形態を説明したが、本発明はこれら実施形態及びその変形例に限定されることはない。本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、構成の付加、省略、置換、およびその他の変更が可能である。
また、本発明は前述した説明によって限定されることはなく、添付の特許請求の範囲によってのみ限定される。

【符号の説明】

【0116】

１０、４０ イオンビーム装置
１１、４１ イオンビーム鏡筒
１２ 光学軸
１３ 試料室
１４ マスク（試料）
１５ 試料ステージ（移動ステージ）
１６ エッチングガス供給部
１７ ポジションガス供給部
１８、４８ 検出器
１９ モニタ（表示部）
２０、５０ 制御部
２１ イオンビーム照射制御部
２３ 画像データ生成部
２４ 記憶部
２５ 演算処理部
２６ 表示制御部
３０、３４ 金属ラインパターン（導電パターン、導電部）
３０ａ エッジ部
３１ ガラス板（絶縁部、絶縁性基板）
３２ 孤立パターン（導電パターン、導電部）
４４ 試料
ｄ 位置ズレ量
ＧＰ 画像取得領域画像データ（画像取得領域の画像データ）
Ｇｓ１、Ｇｓ２、Ｇｓ７、Ｇｓ８、Ｇｓ１１、Ｇｓｉ 走査領域画像データ（走査領域の画像データ）
ｇｓ１、ｇｓ８、ｇｓ１１、ｇｓ１４ 走査領域画像データ
Ｐ 画像取得領域
ＳＡ１、ＳＡ２、ＳＡ３、ＳＡ４、ＳＢ１、ＳＢ２ 走査領域
Ｓｐ１、Ｓｐ２、Ｓｐ３、Ｓｐ４、Ｓｐ５、Ｓｐ６、Ｓｐ７、Ｓｐ８、Ｓｐ１１、Ｓｐ１２、Ｓｐ１３、Ｓｐ１４ 走査パターン
θ 交差角

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】