JP2000036273A - Charged particle detection method and its device and treating method by charged particle beam and its device - Google Patents

Charged particle detection method and its device and treating method by charged particle beam and its device

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JP2000036273A
JP2000036273A JP11100509A JP10050999A JP2000036273A JP 2000036273 A JP2000036273 A JP 2000036273A JP 11100509 A JP11100509 A JP 11100509A JP 10050999 A JP10050999 A JP 10050999A JP 2000036273 A JP2000036273 A JP 2000036273A
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JP
Japan
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charged particle
sample
excitation light
particle beam
irradiating
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JP11100509A
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Japanese (ja)
Inventor
Norimasa Nishimura
規正 西村
Akira Shimase
朗 嶋瀬
Junzo Azuma
淳三 東
Yuichi Hamamura
有一 濱村
Michinobu Mizumura
通伸 水村
Yasuhiro Koizumi
裕弘 古泉
Hidemi Koike
英巳 小池
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To detect an accurate charged particle image, not including a noise component by irradiation of stimulating light, and not having a position shift by an electric charge to be charged, and having a high contrast, from a sample having an insulator. SOLUTION: This device is equipped with a charged-particle beam irradiation optical system for scanning irradiation of a charged-particle beam 2 toward a sample 11, charged-particle detectors 5, 6 for detecting charged particles generated from the sample 11 by scanning irradiation of the charged-particle beam 2 by the charged-particle beam irradiation optical system and for obtaining a charged-particle signal, a stimulating-light irradiation optical system for irradiating stimulating light for exciting and making conductive electrons in an insulator relative to the sample 11, and control means 61, 62, 67 for controlling so that a detection period of the charged particles by the charged-particle detectors 5, 6 or an irradiation period of the charged-particle beam 2 by the charged- particle beam irradiation optical system and an irradiation period of the stimulating light by the stimulating-light irradiation optical system will become different periods.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、絶縁物を有する半
導体ウエハやマスクや薄膜基板等の試料に対して荷電粒
子ビームを照射することによって発生する荷電粒子を効
率よく検出して荷電粒子ビームによる観察又は検査又は
加工又は分析をできるようにした荷電粒子検出方法及び
その装置並びに荷電粒子ビームによる処理方法及びその
装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for efficiently detecting charged particles generated by irradiating a charged particle beam to a sample such as a semiconductor wafer, a mask, or a thin film substrate having an insulator. The present invention relates to a charged particle detection method and an apparatus for performing observation, inspection, processing, or analysis, and a processing method using a charged particle beam and an apparatus therefor.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来技術としては、特開昭63−133
640号公報(従来技術1)、特開平1−119668
号公報(従来技術2)、特開平1−243449号公報
(従来技術3)、および特開平4−152519号公報
(従来技術4)が知られている。
2. Description of the Related Art The prior art is disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 63-133.
640 (prior art 1), JP-A-1-119668
Japanese Unexamined Patent Application, First Publication No. Hei.

【0003】従来技術1には、半導体試料に電子ビーム
を照射し、試料より放出される2次電子を検出して試料
の各部位における電位を評価する電子ビームテスティン
グにおいて、半導体試料にレーザ光源やタングステンラ
ンプ等の光源からの光を照射することによる光導電効果
によって電子ビームの照射により試料表面に蓄積された
電荷を放散して帯電を防止することが記載されている。
[0003] In the prior art 1, a semiconductor sample is irradiated with an electron beam, secondary electrons emitted from the sample are detected, and the potential of each part of the sample is evaluated. It describes that the charge accumulated on the sample surface by the irradiation of the electron beam is dissipated by the photoconductive effect of irradiating light from a light source such as a tungsten lamp or a tungsten lamp to prevent the charge.

【0004】また、従来技術2には、イオン源、イオン
分析部及び加速部を有するイオン注入装置において、セ
ットされた表面をSiO2の絶縁膜で被覆されたSiウ
エハ全面に低圧水銀灯またはArFレーザ(λ=193
nm)光源からの紫外線光を照射してSiO2中にキャ
リアを励起させ、イオン注入による+電荷をディスクあ
るいはクランプを通じて直ちに放電させ、イオン注入に
よるチャージアップ起因する不具合(薄いSiO2の絶
縁破壊等)をなくすことが記載されている。即ち、従来
技術2においては、SiとSiO2の界面にエネルギを
入射する必要があるためSiO2を透過する紫外線を用
いることが記載されている。また、従来技術3には、処
理室内の半導体装置のSi基板の表面に絶縁膜が形成さ
れた配線修正箇所にイオンビームを照射してスパッタ加
工する際、並びにスパッタ処理によって開けられた穴お
よび新たな配線を形成する位置にW(CO)6等のガス
雰囲気においてイオンビームを照射してW配線を形成す
る際、紫外線を照射することによって絶縁膜の表面を励
起する電子により中和することが記載されている。
Further, in prior art 2, in an ion implantation apparatus having an ion source, an ion analyzing section and an accelerating section, a low-pressure mercury lamp or an ArF laser is applied to the entire surface of a Si wafer whose set surface is covered with an insulating film of SiO 2. (Λ = 193
nm) UV light from a light source is irradiated to excite carriers in SiO 2 , and + charges due to ion implantation are immediately discharged through a disk or a clamp, and defects caused by charge-up due to ion implantation (dielectric breakdown of thin SiO 2 , etc.) ) Is described. That is, in the prior art 2, it is described that ultraviolet rays transmitting through SiO 2 are used because energy needs to be incident on the interface between Si and SiO 2 . Further, in the prior art 3, there is disclosed a method of irradiating an ion beam on a wiring correction portion where an insulating film is formed on a surface of a Si substrate of a semiconductor device in a processing chamber by performing an ion beam irradiation, and a hole formed by the sputtering process and a new hole. When a W wiring is formed by irradiating an ion beam in a gas atmosphere such as W (CO) 6 at a position where a suitable wiring is to be formed, it can be neutralized by electrons that excite the surface of the insulating film by irradiating ultraviolet rays. Has been described.

【0005】また、従来技術4には、半導体装置の製造
に際し、ドライエッチング、アッシング、プラズマCV
D、電子ビーム露光、インプラ、純水洗浄、ウエハSE
Mのいずれかの半導体基板内に電荷が蓄積される処理を
行った後、該半導体基板表面に、絶縁膜がSiO2の場
合398〜141nmの波長、絶縁膜がSiNの場合6
17.3〜246.9nmの波長の紫外線を照射して荷
電粒子のチャージアップの処理を行うことが記載されて
いる。
[0005] Further, in the prior art 4, dry etching, ashing, plasma CV
D, electron beam exposure, implantation, pure water cleaning, wafer SE
After performing a process of accumulating charges in any one of the semiconductor substrates of M, a wavelength of 398 to 141 nm when the insulating film is SiO 2 , and 6 nm when the insulating film is SiN
It describes that the charged particles are charged up by irradiating ultraviolet rays having a wavelength of 17.3 to 246.9 nm.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】近年、半導体基板等に
形成されている配線パターンが益々微細化されてきてい
る。そのため、半導体基板等の試料の表面に対してイオ
ンビームや電子ビームからなる荷電粒子ビームを照射
し、試料から得られる2次電子、反射電子等の荷電粒子
を検出し、この検出される荷電粒子の信号に基いて試料
の表面を観察したり、異物等を含む欠陥を検査したり、
分析したり、修正等の加工をしたりする必要が生じてき
ている。また、半導体基板等の試料においては、SiO
2やSiN等の絶縁膜が少なくとも一部分形成されてい
て、この試料の表面にイオンビームや電子ビームからな
る荷電粒子ビームを照射すると帯電することになる。し
かしながら、上記従来技術1〜4の何れにも、半導体基
板等の試料の表面に対してイオンビームや電子ビームか
らなる荷電粒子ビームを照射し、試料から得られる2次
電子、反射電子等の荷電粒子の信号を検出する際、上記
荷電粒子ビームの照射によって絶縁物上に帯電される電
荷によって生じる荷電粒子信号のずれを防止すると共に
絶縁物上に紫外線からなる励起光を照射した際発生する
光電子の影響を受けないようにする点について考慮され
ていない。
In recent years, wiring patterns formed on semiconductor substrates and the like have been increasingly miniaturized. Therefore, the surface of a sample such as a semiconductor substrate is irradiated with a charged particle beam composed of an ion beam or an electron beam, and charged particles such as secondary electrons and reflected electrons obtained from the sample are detected. Observing the surface of the sample based on the signal of
It is becoming necessary to analyze and perform processing such as correction. In a sample such as a semiconductor substrate, SiO 2
At least a part of an insulating film such as 2 or SiN is formed, and when the surface of the sample is irradiated with a charged particle beam composed of an ion beam or an electron beam, the sample is charged. However, in any of the above-mentioned prior arts 1 to 4, the surface of a sample such as a semiconductor substrate is irradiated with a charged particle beam composed of an ion beam or an electron beam to charge secondary electrons and reflected electrons obtained from the sample. When detecting the signal of the particles, it is possible to prevent the displacement of the charged particle signal caused by the electric charge charged on the insulator by the irradiation of the charged particle beam, and to generate the photoelectrons generated when the insulator is irradiated with the excitation light composed of ultraviolet rays. No consideration has been given to avoiding the effects of

【0007】本発明の目的は、上記課題を解決すべく、
励起光の照射によるノイズ成分が含まれず、しかも帯電
する電荷による位置ずれのない正確で、かつ高コントラ
ストな荷電粒子像を試料から検出できるようにして、試
料上の微細なパターンや微細な異物等を含む欠陥などに
ついて観察又は検査又は加工又は分析等の処理ができる
ようにした荷電粒子検出方法及びその装置並びに荷電粒
子ビームによる処理方法及びその装置を提供することに
ある。また、本発明の他の目的は、半導体基板等の試料
に対して、励起光照射によるSiO2、SiN等からな
る絶縁膜の下層へのダメージを極力少なくし、しかもノ
イズ成分がなく、正確で、かつ高コントラストな荷電粒
子像を絶縁物を有する試料から検出できるようにして、
試料上の微細なパターンや微細な異物等を含む欠陥など
について観察又は検査又は加工又は分析等の処理ができ
るようにした荷電粒子検出方法及びその装置並びに荷電
粒子ビームによる処理方法及びその装置を提供すること
にある。また、本発明の更に他の目的は、ノイズ成分が
なく、正確で、かつ高コントラストな荷電粒子像を基
に、試料上の微細なパターンや微細な異物等を含む欠陥
などについて高精度な微細加工を施すことができるよう
にした荷電粒子ビームによる加工方法及びその装置を提
供することにある。
[0007] An object of the present invention is to solve the above problems.
It enables accurate and high-contrast charged particle images to be detected from the sample without any noise components due to the excitation light irradiation and without any displacement due to the charged electric charge. It is an object of the present invention to provide a charged particle detection method and apparatus, and a charged particle beam processing method and apparatus, which enable processing such as observation, inspection, processing, or analysis for defects including. Another object of the present invention is to minimize damage to a lower layer of an insulating film made of SiO 2 , SiN, or the like due to irradiation of excitation light with respect to a sample such as a semiconductor substrate. , And a high-contrast charged particle image can be detected from a sample having an insulator,
Provided is a charged particle detection method and apparatus, and a charged particle beam processing method and apparatus, which enable observation, inspection, processing, or analysis of defects including fine patterns and fine foreign substances on a sample. Is to do. Still another object of the present invention is to provide an accurate and high-contrast charged particle image having no noise component, and to detect a fine pattern and a defect including a fine foreign substance on a sample with high precision. It is an object of the present invention to provide a processing method and apparatus using a charged particle beam capable of performing processing.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、絶縁物を有する試料に対して荷電粒子ビ
ームを走査照射することによって試料から発生する荷電
粒子を検出して荷電粒子信号を得る検出過程と、上記試
料に対して紫外線の励起光をパルス的に照射することに
よって絶縁物中の電子を励起して導通化して電荷を逃が
す導通化過程とを有することを特徴とする荷電粒子検出
方法である。また、本発明は、絶縁物を有する試料に対
して荷電粒子ビームを走査照射することによって試料か
ら発生する荷電粒子を検出して荷電粒子信号を得る検出
過程と、上記試料に対して紫外線の励起光をパルス的に
照射することによって絶縁物中の電子を励起して導通化
して電荷を逃がす導通化過程とを有し、上記検出過程に
おける荷電粒子を検出しながら、上記導通化過程におけ
る励起光をパルス的に照射することを特徴とする荷電粒
子検出方法である。また、本発明は、絶縁物を有する試
料に対して荷電粒子ビームを走査照射することによって
試料から発生する荷電粒子を検出して荷電粒子信号を得
る検出過程と、上記試料に対して紫外線の励起光をパル
ス的に照射することによって絶縁物中の電子を励起して
導通化して電荷を逃がす導通化過程とを有し、上記検出
過程における荷電粒子ビームの走査に同期させて上記導
通化過程における励起光をパルス的に照射することを特
徴とする荷電粒子検出方法である。
In order to achieve the above-mentioned object, the present invention provides a method for detecting charged particles generated from a sample by scanning and irradiating a charged particle beam to a sample having an insulator. It has a detection step of obtaining a signal, and a conduction step of exciting the electrons in the insulator by irradiating the sample with ultraviolet excitation light in a pulsed manner to conduct and release charges. This is a charged particle detection method. Further, the present invention provides a detecting step of detecting a charged particle generated from a sample by scanning and irradiating a charged particle beam to a sample having an insulator to obtain a charged particle signal, and exciting the sample with ultraviolet light. A step of exciting electrons in an insulator by irradiating light in a pulsed manner to conduct the electrons to release the charges by conducting the excitation, and detecting the charged particles in the detection process, while the excitation light in the conduction process is detected. This is a charged particle detection method characterized by irradiating with a pulse. Further, the present invention provides a detecting step of detecting a charged particle generated from a sample by scanning and irradiating a charged particle beam to a sample having an insulator to obtain a charged particle signal, and exciting the sample with ultraviolet light. A step of exciting the electrons in the insulator by irradiating light in a pulsed manner to conduct the electrons and release the electric charges, and a step of conducting the charge, in synchronization with the scanning of the charged particle beam in the detection step. This is a charged particle detection method characterized by irradiating excitation light in a pulsed manner.

【0009】また、本発明は、絶縁物を有する試料に対
して荷電粒子ビームを走査照射することによって試料か
ら発生する荷電粒子を検出して荷電粒子信号を得る検出
過程と、上記試料に対して紫外線の励起光を、該励起光
の強度を時間的に変化させて照射することによって絶縁
物中の電子を励起して導通化して電荷を逃がす導通化過
程とを有し、上記検出過程における荷電粒子の検出を、
上記導通化過程における励起光の強度の時間的変化に同
期させて行うことを特徴とする荷電粒子検出方法であ
る。また、本発明は、上記荷電粒子検出方法において、
上記導通化過程における励起光の強度が弱まった期間に
おいて上記検出過程における荷電粒子の検出を行うこと
を特徴とする。また、本発明は、絶縁物を有する試料に
対して荷電粒子ビームを走査照射することによって試料
から発生する荷電粒子を検出して荷電粒子信号を得る検
出過程と、上記試料に対して励起光を、該励起光の強度
を時間的に変化させて照射することによって絶縁物中の
電子を励起して導通化して電荷を逃がす導通化過程とを
有し、上記検出過程における荷電粒子ビームの照射を、
上記導通化過程における励起光の強度の時間的変化に同
期させて行うことを特徴とする荷電粒子検出方法であ
る。
The present invention also provides a detecting step of detecting a charged particle generated from a sample by scanning and irradiating a charged particle beam to a sample having an insulator to obtain a charged particle signal, and An ultraviolet excitation light is irradiated with the intensity of the excitation light varied with time to excite electrons in the insulator to be conductive and release electric charges, Particle detection,
A charged particle detection method is characterized in that the charged particle detection method is performed in synchronization with a temporal change in the intensity of the excitation light in the conduction process. Further, the present invention provides the above charged particle detection method,
It is characterized in that the charged particles are detected in the detection step during a period when the intensity of the excitation light in the conduction step is weakened. Further, the present invention provides a detection step of detecting a charged particle generated from a sample by scanning and irradiating a charged particle beam to a sample having an insulator to obtain a charged particle signal, and applying excitation light to the sample. A step of exciting the electrons in the insulator by irradiating the excitation light while changing the intensity of the excitation light with time to conduct and release electric charges, and irradiating the charged particle beam in the detection step. ,
A charged particle detection method is characterized in that the charged particle detection method is performed in synchronization with a temporal change in the intensity of the excitation light in the conduction process.

【0010】また、本発明は、上記荷電粒子検出方法に
おいて、上記導通化過程における励起光の強度が弱まっ
た期間において上記検出過程における荷電粒子ビームの
照射を行うことを特徴とする。また、本発明は、絶縁物
を有する試料に対して荷電粒子ビームを走査照射するこ
とによって試料から発生する荷電粒子を検出して荷電粒
子信号を得る検出過程と、上記試料に対して励起光を照
射することによって絶縁物中の電子を励起して導通化し
て電荷を逃がす導通化過程とを有し、上記検出過程にお
ける荷電粒子の検出期間と上記導通化過程における励起
光の照射期間とを別な期間とすることを特徴とする荷電
粒子検出方法である。また、本発明は、絶縁物を有する
試料に対して荷電粒子ビームを走査照射することによっ
て試料から発生する荷電粒子を検出して荷電粒子信号を
得る検出過程と、上記試料に対して励起光を照射するこ
とによって絶縁物中の電子を励起して導通化して電荷を
逃がす導通化過程とを有し、上記検出過程における荷電
粒子ビームの照射期間と上記導通化過程における励起光
の照射期間とを別な期間とすることを特徴とする荷電粒
子検出方法である。
Further, the present invention is characterized in that, in the charged particle detection method, the charged particle beam is irradiated in the detection process during a period in which the intensity of the excitation light in the conduction process is weakened. Further, the present invention provides a detection step of detecting a charged particle generated from a sample by scanning and irradiating a charged particle beam to a sample having an insulator to obtain a charged particle signal, and applying excitation light to the sample. Irradiating the electrons in the insulator by irradiating to excite the electrons to conduct and release the electric charge. The detection period of the charged particles in the detection process is different from the irradiation period of the excitation light in the conduction process. The charged particle detection method is characterized in that the period is set to be as short as possible. Further, the present invention provides a detection step of detecting a charged particle generated from a sample by scanning and irradiating a charged particle beam to a sample having an insulator to obtain a charged particle signal, and applying excitation light to the sample. Having a conduction process of exciting the electrons in the insulator by conducting irradiation and conducting to release the electric charge, and irradiating the irradiation period of the charged particle beam in the detection process and the irradiation period of the excitation light in the conduction process. This is a charged particle detection method characterized by another period.

【0011】また、本発明は、絶縁物を有する試料に対
して荷電粒子ビームを走査照射することによって試料か
ら発生する荷電粒子を検出して荷電粒子信号を得る検出
過程と、上記試料に対して励起光を照射することによっ
て絶縁物中の電子を励起して導通化して電荷を逃がす導
通化過程とを有し、該導通化過程における励起光のドー
ズ量を、試料上の帯電量または帯電量によって生じる荷
電粒子像のずれ量に応じて調整することを特徴とする荷
電粒子検出方法である。また、本発明は、上記荷電粒子
検出方法において、導通化過程における励起光の波長を
150nm以下にして、半導体基板等の試料においてS
iO2、SiN等からなる絶縁膜の下層へのダメージを
極力少なくすることを特徴とする。また、絶縁物が石英
等の場合、励起光の波長を150nm以下にして導通化
可能にしたことを特徴とする。
Further, the present invention provides a detecting step of detecting a charged particle generated from a sample by scanning and irradiating a charged particle beam to a sample having an insulator to obtain a charged particle signal, Irradiating the excitation light to excite the electrons in the insulator to make it conductive and release the electric charge. The charged particle detection method is characterized in that the charged particle image is adjusted according to the amount of displacement of the charged particle image caused by the above. Further, according to the present invention, in the above charged particle detection method, the wavelength of the excitation light in the conduction process is set to 150 nm or less, and the S
iO 2, characterized in that to minimize the damage to the underlying insulating film made of SiN or the like. In the case where the insulator is quartz or the like, the wavelength of the excitation light is set to 150 nm or less to enable conduction.

【0012】また、本発明は、上記荷電粒子検出方法に
おいて、更に上記検出過程から得られる荷電粒子信号に
基いて観察、検査、加工、分析の少なくとも何れか一つ
の処理を行う処理過程を有することを特徴とする荷電粒
子ビームによる処理方法である。また、本発明は、上記
荷電粒子検出方法において、更に、上記検出過程から得
られる荷電粒子信号に基いて設定される試料上の所望な
領域に荷電粒子ビームを照射して加工を施す加工過程を
有することを特徴とする荷電粒子ビームによる加工方法
である。また、本発明は、絶縁物を有する試料を載置す
るステージと、上記試料に対して荷電粒子ビームを走査
照射する荷電粒子ビーム照射光学系と、該荷電粒子ビー
ム照射光学系により荷電粒子ビームを走査照射すること
によって試料から発生する荷電粒子を検出して荷電粒子
信号を得る荷電粒子検出器と、上記試料に対して絶縁物
中の電子を励起して導通化するための励起光をパルス的
に照射する励起光照射光学系とを備えたことを特徴とす
る荷電粒子検出装置である。
Further, the present invention provides the charged particle detection method, further comprising a processing step of performing at least one of observation, inspection, processing, and analysis based on the charged particle signal obtained from the detection step. This is a processing method using a charged particle beam. Further, the present invention provides the charged particle detection method, further comprising a processing step of irradiating a charged particle beam to a desired area on the sample set based on the charged particle signal obtained from the detection step to perform processing. This is a processing method using a charged particle beam characterized by having the above. Further, the present invention provides a stage on which a sample having an insulator is placed, a charged particle beam irradiation optical system for scanning and irradiating the sample with a charged particle beam, and a charged particle beam irradiation optical system for applying a charged particle beam by the charged particle beam irradiation optical system. A charged particle detector that obtains a charged particle signal by detecting charged particles generated from a sample by scanning irradiation, and a pulsed excitation light for exciting electrons in an insulator to make the sample conductive with the sample. And a pumping light irradiation optical system for irradiating the charged particle detection device.

【0013】また、本発明は、絶縁物を有する試料を載
置するステージと、上記試料に対して荷電粒子ビームを
走査照射する荷電粒子ビーム照射光学系と、該荷電粒子
ビーム照射光学系により荷電粒子ビームを走査照射する
ことによって試料から発生する荷電粒子を検出して荷電
粒子信号を得る荷電粒子検出器と、上記試料に対して絶
縁物中の電子を励起して導通化するための励起光をパル
ス的に照射する励起光照射光学系と、上記荷電粒子検出
器によって荷電粒子を検出しながら、上記励起光照射光
学系による励起光をパルス的に照射する制御手段とを備
えたことを特徴とする荷電粒子検出装置である。また、
本発明は、絶縁物を有する試料を載置するステージと、
上記試料に対して荷電粒子ビームを走査照射する荷電粒
子ビーム照射光学系と、該荷電粒子ビーム照射光学系に
より荷電粒子ビームを走査照射することによって試料か
ら発生する荷電粒子を検出して荷電粒子信号を得る荷電
粒子検出器と、上記試料に対して絶縁物中の電子を励起
して導通化するための励起光をパルス的に照射する励起
光照射光学系と、上記荷電粒子ビーム照射光学系による
荷電粒子ビームの走査に同期させて上記励起光照射光学
系による励起光をパルス的に照射する制御手段とを備え
たことを特徴とする荷電粒子検出装置である。
Further, the present invention provides a stage on which a sample having an insulator is placed, a charged particle beam irradiation optical system for scanning and irradiating the sample with a charged particle beam, and a charged particle beam irradiation optical system. A charged particle detector that obtains a charged particle signal by detecting charged particles generated from a sample by scanning and irradiating a particle beam, and excitation light for exciting electrons in an insulator to the sample to make them conductive. An excitation light irradiating optical system that irradiates the excitation light in a pulsed manner, and control means that irradiates the excitation light by the excitation light irradiating optical system in a pulsed manner while detecting charged particles by the charged particle detector. Is a charged particle detection device. Also,
The present invention provides a stage on which a sample having an insulator is placed,
A charged particle beam irradiation optical system for scanning and irradiating the sample with a charged particle beam; and a charged particle signal generated by scanning and irradiating the charged particle beam with the charged particle beam irradiation optical system to detect charged particles generated from the sample. A charged particle beam detector, an excitation light irradiation optical system that irradiates the sample with an excitation light for exciting electrons in an insulator to make the sample conductive, and a charged particle beam irradiation optical system. A charged particle detection apparatus comprising: a control unit that irradiates the excitation light irradiation optical system in a pulsed manner in synchronization with the scanning of the charged particle beam.

【0014】また、本発明は、絶縁物を有する試料を載
置するステージと、上記試料に対して荷電粒子ビームを
走査照射する荷電粒子ビーム照射光学系と、該荷電粒子
ビーム照射光学系により荷電粒子ビームを走査照射する
ことによって試料から発生する荷電粒子を検出して荷電
粒子信号を得る荷電粒子検出器と、上記試料に対して絶
縁物中の電子を励起して導通化するための励起光を、該
励起光の強度を時間的に変化させて照射する励起光照射
光学系と、上記荷電粒子検出器による荷電粒子の検出
を、上記励起光照射光学系による励起光の強度の時間的
変化に同期させて行う制御手段とを備えたことを特徴と
する荷電粒子検出装置である。また、本発明は、上記荷
電粒子検出装置において、上記制御手段を、上記励起光
照射光学系による励起光の強度が弱まった期間において
上記荷電粒子検出器による荷電粒子の検出を行うように
構成したことを特徴とする。また、本発明は、絶縁物を
有する試料を載置するステージと、上記試料に対して荷
電粒子ビームを走査照射する荷電粒子ビーム照射光学系
と、該荷電粒子ビーム照射光学系により荷電粒子ビーム
を走査照射することによって試料から発生する荷電粒子
を検出して荷電粒子信号を得る荷電粒子検出器と、上記
試料に対して絶縁物中の電子を励起して導通化するため
の励起光を、該励起光の強度を時間的に変化させて照射
する励起光照射光学系と、上記荷電粒子ビーム照射光学
系による荷電粒子ビームの照射を、上記励起光照射光学
系による励起光の強度の時間的変化に同期させて行う制
御手段とを備えたことを特徴とする荷電粒子検出装置で
ある。
The present invention also provides a stage on which a sample having an insulator is placed, a charged particle beam irradiation optical system for scanning and irradiating the sample with a charged particle beam, and a charged particle beam irradiation optical system. A charged particle detector that obtains a charged particle signal by detecting charged particles generated from a sample by scanning and irradiating a particle beam, and excitation light for exciting electrons in an insulator to the sample to make them conductive. The excitation light irradiation optical system that irradiates the excitation light by changing the intensity of the excitation light with time, and the detection of charged particles by the charged particle detector is performed by changing the intensity of the excitation light with the excitation light irradiation optical system over time. And a control means for performing the control in synchronization with the charged particle detection apparatus. Further, the present invention provides the charged particle detection device, wherein the control unit is configured to detect the charged particles by the charged particle detector during a period in which the intensity of the excitation light by the excitation light irradiation optical system is weakened. It is characterized by the following. The present invention also provides a stage on which a sample having an insulator is placed, a charged particle beam irradiation optical system that scans and irradiates the sample with a charged particle beam, and a charged particle beam irradiation optical system that emits a charged particle beam. A charged particle detector for detecting charged particles generated from a sample by scanning irradiation to obtain a charged particle signal, and an excitation light for exciting electrons in an insulator to make the sample conductive with the sample, The excitation light irradiation optical system that irradiates the excitation light with changing the intensity of the excitation light over time, and the irradiation of the charged particle beam by the charged particle beam irradiation optical system is performed by changing the intensity of the excitation light by the excitation light irradiation optical system over time. And a control means for performing the control in synchronization with the charged particle detection apparatus.

【0015】また、本発明は、上記荷電粒子検出装置に
おいて、上記制御手段を、上記励起光照射光学系による
励起光の強度が弱まった期間において上記荷電粒子ビー
ム照射光学系による荷電粒子ビームの照射を行うように
構成したことを特徴とする。また、本発明は、絶縁物を
有する試料を載置するステージと、上記試料に対して荷
電粒子ビームを走査照射する荷電粒子ビーム照射光学系
と、該荷電粒子ビーム照射光学系により荷電粒子ビーム
を走査照射することによって試料から発生する荷電粒子
を検出して荷電粒子信号を得る荷電粒子検出器と、上記
試料に対して絶縁物中の電子を励起して導通化するため
の励起光を照射する励起光照射光学系と、上記荷電粒子
検出器による荷電粒子の検出期間と上記励起光照射光学
系による励起光の照射期間とを別な期間とするように制
御する制御手段とを備えたことを特徴とする荷電粒子検
出装置である。また、本発明は、絶縁物を有する試料を
載置するステージと、上記試料に対して荷電粒子ビーム
を走査照射する荷電粒子ビーム照射光学系と、該荷電粒
子ビーム照射光学系により荷電粒子ビームを走査照射す
ることによって試料から発生する荷電粒子を検出して荷
電粒子信号を得る荷電粒子検出器と、上記試料に対して
絶縁物中の電子を励起して導通化するための励起光を照
射する励起光照射光学系と、上記荷電粒子ビーム照射光
学系による荷電粒子ビームの照射期間と上記励起光照射
光学系による励起光の照射期間とを別な期間とするよう
に制御する制御手段とを備えたことを特徴とする荷電粒
子検出装置である。
Further, the present invention provides the charged particle detection device, wherein the control means controls the irradiation of the charged particle beam by the charged particle beam irradiation optical system during a period in which the intensity of the excitation light by the excitation light irradiation optical system is weakened. Is performed. The present invention also provides a stage on which a sample having an insulator is placed, a charged particle beam irradiation optical system that scans and irradiates the sample with a charged particle beam, and a charged particle beam irradiation optical system that emits a charged particle beam. A charged particle detector that obtains a charged particle signal by detecting charged particles generated from a sample by scanning irradiation, and irradiating the sample with excitation light for exciting electrons in an insulator to make the sample conductive. An excitation light irradiation optical system, and a control means for controlling the detection period of the charged particles by the charged particle detector and the irradiation period of the excitation light by the excitation light irradiation optical system to be different periods. It is a charged particle detection device characterized by the following. The present invention also provides a stage on which a sample having an insulator is placed, a charged particle beam irradiation optical system that scans and irradiates the sample with a charged particle beam, and a charged particle beam irradiation optical system that emits a charged particle beam. A charged particle detector that obtains a charged particle signal by detecting charged particles generated from a sample by scanning irradiation, and irradiating the sample with excitation light for exciting electrons in an insulator to make the sample conductive. An excitation light irradiation optical system, and control means for controlling the irradiation period of the charged particle beam by the charged particle beam irradiation optical system and the irradiation period of the excitation light by the excitation light irradiation optical system to be different periods. A charged particle detection device characterized in that:

【0016】また、本発明は、絶縁物を有する試料を載
置するステージと、上記試料に対して荷電粒子ビームを
走査照射する荷電粒子ビーム照射光学系と、該荷電粒子
ビーム照射光学系により荷電粒子ビームを走査照射する
ことによって試料から発生する荷電粒子を検出して荷電
粒子信号を得る荷電粒子検出器と、上記試料に対して絶
縁物中の電子を励起して導通化するための励起光を照射
する励起光照射光学系と、該励起光照射光学系による励
起光のドーズ量を、試料上の帯電量または帯電量によっ
て生じる荷電粒子像のずれ量に応じて制御する制御手段
とを備えたことを特徴とする荷電粒子検出装置である。
また、本発明は、絶縁物を有する試料を載置するステー
ジと、上記試料に対して荷電粒子ビームを走査照射する
荷電粒子ビーム照射光学系と、該荷電粒子ビーム照射光
学系により荷電粒子ビームを走査照射することによって
試料から発生する荷電粒子を検出して荷電粒子信号を得
る荷電粒子検出器と、上記試料に対して絶縁物中の電子
を励起して導通化するための励起光を上記荷電粒子ビー
ムの照射とほぼ同軸方向から照射する励起光照射光学系
とを備えたことを特徴とする荷電粒子検出装置である。
また、本発明は、上記荷電粒子検出装置における励起光
照射光学系において出射される励起光の波長を150n
m以下で構成し、半導体基板等の試料においてSi
2、SiN等からなる絶縁膜の下層へのダメージを極
力少なくすることを特徴とする。また、絶縁物が石英等
の場合、励起光の波長を150nm以下にして導通化可
能にしたことを特徴とする。
Further, the present invention provides a stage on which a sample having an insulator is placed, a charged particle beam irradiation optical system for scanning and irradiating the sample with a charged particle beam, and a charged particle beam irradiation optical system. A charged particle detector that obtains a charged particle signal by detecting charged particles generated from a sample by scanning and irradiating a particle beam, and excitation light for exciting electrons in an insulator to the sample to make them conductive. An excitation light irradiating optical system for irradiating the sample, and control means for controlling a dose of the excitation light by the excitation light irradiating optical system in accordance with a charge amount on the sample or a displacement amount of a charged particle image caused by the charge amount. A charged particle detection device.
Further, the present invention provides a stage on which a sample having an insulator is placed, a charged particle beam irradiation optical system for scanning and irradiating the sample with a charged particle beam, and a charged particle beam irradiation optical system for applying a charged particle beam by the charged particle beam irradiation optical system. A charged particle detector that detects charged particles generated from a sample by scanning irradiation and obtains a charged particle signal, and an excitation light for exciting electrons in an insulator to make the sample electrically conductive with the sample. A charged particle detection device comprising: an excitation light irradiation optical system that irradiates a particle beam with light from a substantially coaxial direction.
Further, the present invention provides the above-described charged particle detection device, wherein the excitation light emitted from the excitation light irradiation optical system has a wavelength of 150 n.
m or less, and Si
It is characterized in that damage to the lower layer of the insulating film made of O 2 , SiN or the like is minimized. In the case where the insulator is quartz or the like, the wavelength of the excitation light is set to 150 nm or less to enable conduction.

【0017】また、本発明は、上記荷電粒子検出装置に
おける励起光照射手段の励起光光源をエキシマランプで
構成したことを特徴とする。また、本発明は、上記荷電
粒子検出装置において、励起光照射手段を、励起光を試
料上の所望の領域に対して複数方向から照射するように
構成したことを特徴とする。また、本発明は、上記荷電
粒子検出装置において、励起光照射手段を、励起光を試
料上に対して走査して照射するように構成したことを特
徴とする。また、本発明は、上記荷電粒子検出装置に、
更に、上記荷電粒子検出器から得られる荷電粒子信号に
基いて観察、検査、加工、分析の少なくとも何れか一つ
の処理を行う処理手段を備えたことを特徴とする荷電粒
子ビームによる処理装置である。
Further, the present invention is characterized in that the excitation light source of the excitation light irradiating means in the charged particle detection device is constituted by an excimer lamp. Further, the present invention is characterized in that, in the above charged particle detection device, the excitation light irradiation means is configured to irradiate a desired region on the sample with the excitation light from a plurality of directions. Further, the present invention is characterized in that, in the charged particle detection device, the excitation light irradiating means is configured to scan and irradiate the sample with the excitation light. Further, the present invention provides the above charged particle detection device,
The charged particle beam processing apparatus further includes a processing unit that performs at least one of observation, inspection, processing, and analysis based on the charged particle signal obtained from the charged particle detector. .

【0018】また、本発明は、上記荷電粒子検出装置
に、更に、上記荷電粒子検出器から得られる荷電粒子信
号に基いて上記荷電粒子ビーム照射光学系を制御するこ
とによって荷電粒子ビームを試料上の所望の領域に照射
して加工を施す制御手段を備えたことを特徴とする荷電
粒子ビームによる加工装置である。また、本発明は、上
記荷電粒子検出装置において、励起光照射手段を、励起
光が接地された導体を含む領域まで照射されるように構
成したことを特徴とする。また、本発明は、上記接地さ
れた導体が、プローブまたはガスノズルであることを特
徴とする。
Further, according to the present invention, the charged particle beam detecting device further controls the charged particle beam irradiating optical system based on the charged particle signal obtained from the charged particle detector so that the charged particle beam is irradiated on the sample. And a control means for irradiating a desired area to perform processing. Further, the present invention is characterized in that, in the above charged particle detection device, the excitation light irradiating means is configured to irradiate the excitation light to a region including a grounded conductor. Further, the invention is characterized in that the grounded conductor is a probe or a gas nozzle.

【0019】[0019]

【発明の実施の形態】本発明に係る荷電粒子検出方法及
びその装置並びに荷電ビームによる観察又は検査又は加
工又は分析などの処理方法およびその装置の実施の形態
について図面を用いて説明する。本実施の形態として
は、荷電ビームとしてイオンビーム2や電子ビーム10
2を用い、絶縁物を有する試料11として例えば位相シ
フトマスク20、26やTFT(Thin Film
Transistor)基板60や半導体ウエハ49に
対して荷電粒子像に基づく観察又は検査又は分析等の処
理、並びにイオンビームや電子ビーム照射による欠陥修
正等の加工等の処理を行うものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Embodiments of a charged particle detection method and apparatus according to the present invention, a processing method for observation, inspection, processing, or analysis using a charged beam and an apparatus thereof will be described with reference to the drawings. In this embodiment, the ion beam 2 or the electron beam 10 is used as a charged beam.
2 as the sample 11 having an insulator, for example, phase shift masks 20 and 26 and a TFT (Thin Film).
A process such as observation, inspection, or analysis based on the charged particle image and processing such as defect correction by ion beam or electron beam irradiation are performed on the substrate 60 or the semiconductor wafer 49.

【0020】<第1実施例>本発明に係る第1の実施例
を図1を用いて説明する。即ち、図1(a)において、
イオンビームチャンバ16内には、例えばGa等のイオ
ン源1と、該イオン源1から引き出されたイオンビーム
2の電流を制御する電極、イオンビーム2を集束するた
めのレンズ3、イオンビーム2を偏向するための偏向電
極4およびイオンビームのON、OFFを制御するブラ
ンキング電極等からなるイオンビーム光学系とがある。
そして、これら1、3、4等は、図示しない電源及び制
御装置(コントローラ)61により制御される。また、
イオンビームチャンバ16内は、排気管17を介して、
真空排気装置により、排気される。
<First Embodiment> A first embodiment according to the present invention will be described with reference to FIG. That is, in FIG.
In the ion beam chamber 16, for example, an ion source 1 such as Ga, an electrode for controlling the current of the ion beam 2 extracted from the ion source 1, a lens 3 for focusing the ion beam 2, and the ion beam 2 are provided. There is an ion beam optical system including a deflection electrode 4 for deflection and a blanking electrode for controlling ON / OFF of the ion beam.
These components 1, 3, 4, and the like are controlled by a power supply and a control device (controller) 61 (not shown). Also,
Inside the ion beam chamber 16, via an exhaust pipe 17,
It is evacuated by a vacuum exhaust device.

【0021】プロセスチャンバ15内には、被修正対象
物である試料11(20)を搭載するホルダ12と、試
料11を固定するクランプ13と、試料11を任意の位
置に移動するためのステージ14と、イオンビーム2の
走査照射により試料11より放出される2次荷電粒子を
検出するためのシンチレータ5及び光電子増倍管6から
なる2次荷電粒子検出器と、試料11上に試料に含まれ
る絶縁物中の電子を励起するための光8を照射するため
の反射鏡9aとがある。そして、プロセスチャンバ15
に取り付けられた励起光光源7から出た光8を、反射鏡
9aで反射させて試料11上に均一に照射するように構
成している。この励起光光源7としては、分光器やレン
ズなどで構成される励起光光学系であっても良い。ま
た、励起光光源7から放出される励起光8の波長は、試
料11(20)の絶縁物20aを励起する波長であれば
良く、試料11が位相シフトマスク20で絶縁物20a
が石英の場合、価電子帯(充満体)中の電子を伝導帯ま
で励起されて導電化させるために150nm以下の紫外
光が望ましい。また、反射鏡9aには、イオンビーム2
を通過させるための通過穴10がある。プロセスチャン
バ15は、排気管17を介して図示しない真空装置によ
り、真空に排気される。ところで、シンチレータ5及び
光電子増倍管6からなる2次荷電粒子検出器が、イオン
ビーム光学系の偏向電極4によるイオンビームの走査に
よって試料11より放出される2次荷電粒子を検出する
ことによって、CPU62は2次荷電粒子像を得ること
ができ、この2次荷電粒子像をモニタ63上に表示する
ことによって、試料11の表面パターン像を観察するこ
とができ、欠陥22の像を観察することもできる。
In the process chamber 15, a holder 12 for mounting a sample 11 (20) to be corrected, a clamp 13 for fixing the sample 11, and a stage 14 for moving the sample 11 to an arbitrary position. And a secondary charged particle detector including a scintillator 5 and a photomultiplier tube 6 for detecting secondary charged particles emitted from the sample 11 by scanning irradiation of the ion beam 2, and a sample included on the sample 11. There is a reflecting mirror 9a for irradiating light 8 for exciting electrons in the insulator. And the process chamber 15
The light 8 emitted from the excitation light source 7 attached to the sample 11 is reflected by the reflecting mirror 9a to irradiate the sample 11 uniformly. The excitation light source 7 may be an excitation light optical system including a spectroscope and a lens. The wavelength of the excitation light 8 emitted from the excitation light source 7 may be a wavelength that excites the insulator 20a of the sample 11 (20).
When is quartz, ultraviolet light of 150 nm or less is desirable in order to excite electrons in the valence band (full body) to the conduction band and make the electrons conductive. The reflecting mirror 9a has an ion beam 2
There is a passage hole 10 for letting through. The process chamber 15 is evacuated to a vacuum by a vacuum device (not shown) via an exhaust pipe 17. By the way, the secondary charged particle detector including the scintillator 5 and the photomultiplier tube 6 detects the secondary charged particles emitted from the sample 11 by scanning the ion beam by the deflection electrode 4 of the ion beam optical system. The CPU 62 can obtain a secondary charged particle image. By displaying the secondary charged particle image on the monitor 63, the CPU 62 can observe the surface pattern image of the sample 11 and observe the image of the defect 22. You can also.

【0022】特に、試料11の表面の凹凸および材質に
よって放出される2次荷電粒子が異なることによって、
ガラス基板等の絶縁性透明基板20aにおける位相シフ
タパターン21およびその上のCr等の金属膜20bの
パターンの2次荷電粒子像が得られることになる。ま
た、CPU62は、2次荷電粒子像と記録媒体やネット
ワーク66等によって入力されたCAD情報等から得ら
れる基準パターン像とをモニタ63上または画像処理回
路(図示せず)において比較して不一致により欠陥22
を見付けて検査することもできる。特に、モニタ63上
において見付けられた欠陥22に対して入力手段64に
より指定することによって、CPU62は欠陥22の位
置情報等を取得して検査ができたことになる。予備室1
9は、ゲートバルブ18を介して、プロセスチャンバ1
5に接続されており、図示しない搬送系により、ホルダ
12をステージ14上に導入できる構成となっている。
In particular, the secondary charged particles emitted differ depending on the unevenness of the surface of the sample 11 and the material.
A secondary charged particle image of the phase shifter pattern 21 on the insulating transparent substrate 20a such as a glass substrate and the pattern of the metal film 20b such as Cr thereon is obtained. The CPU 62 compares the secondary charged particle image with a reference pattern image obtained from CAD information or the like input by a recording medium, a network 66, or the like, on the monitor 63 or in an image processing circuit (not shown), and finds a mismatch. Defect 22
Can also be found and tested. In particular, by designating the defect 22 found on the monitor 63 by the input means 64, the CPU 62 obtains the position information and the like of the defect 22 and can perform the inspection. Spare room 1
9 denotes a process chamber 1 via a gate valve 18.
5 so that the holder 12 can be introduced onto the stage 14 by a transport system (not shown).

【0023】本第1実施例の装置を用いた絶縁物を含む
基板11(20)からなる試料のイオンビームによる観
察、検査、加工方法を図1(b)を参照して詳細に説明
する。図1(b)は、イオンビーム照射領域の詳細図で
あり、同図において位相シフトマスク20は、位相シフ
タパターン21を有するガラス基板等から形成された絶
縁性透明基板20aとその上に回路パターンを形成する
導電性遮光膜(金属膜)パターン20bとによって構成
される。そして、22は位相シフタにおける欠陥を示
す。ところで、23はシンチレータに電圧を印加するた
めの電源、24は反射鏡9aに電圧を印加するための電
源を示す。例えば、位相シフトマスク20において位相
シフタ21に欠陥22があると、欠陥部を透過した光の
位相振幅は大きくずれてしまう。そこで、この欠陥22
を修正する必要がある。
Referring to FIG. 1B, a method of observing, inspecting, and processing a sample composed of the substrate 11 (20) containing an insulator using an ion beam using the apparatus of the first embodiment will be described in detail. FIG. 1B is a detailed view of an ion beam irradiation region. In FIG. 1B, a phase shift mask 20 includes an insulating transparent substrate 20a formed of a glass substrate or the like having a phase shifter pattern 21 and a circuit pattern formed thereon. And a conductive light-shielding film (metal film) pattern 20b that forms Reference numeral 22 denotes a defect in the phase shifter. Incidentally, reference numeral 23 denotes a power supply for applying a voltage to the scintillator, and 24 denotes a power supply for applying a voltage to the reflecting mirror 9a. For example, if there is a defect 22 in the phase shifter 21 in the phase shift mask 20, the phase amplitude of the light transmitted through the defective part is greatly shifted. Therefore, this defect 22
Need to be corrected.

【0024】この欠陥22を修正するのに、イオンビー
ム2を用いる場合、まず、あらかじめ欠陥検査装置(図
示せず)により欠陥22の位置を検出する。なお、欠陥
検査装置としてSEMが用いられた場合には、位相シフ
トマスク20上に電荷が蓄積された状態で本実施例であ
るイオンビーム加工装置(イオンビーム欠陥修正装置)
に搬入される可能性もある。また位相シフトマスクを搬
送する際、位相シフトマクス20上に電荷が蓄積される
可能性もある。何れにしても、欠陥検査装置で欠陥22
の位置が検出された位相シフトマスク20が、本実施例
であるイオンビーム加工装置(イオンビーム欠陥修正装
置)に搬入されてステージ14上のホルダ12に搭載さ
れてクランプ13で固定されることになる。更に上記欠
陥検査装置で検出された欠陥22の位置情報等を記録媒
体やネットワーク66によりCPU62に対して入力し
て記憶装置65等に記憶させる。CPU62は、記憶装
置65に記憶された欠陥位置の座標データに基づき、制
御装置67に制御指令を出してステージ14を駆動制御
することによって欠陥があると思われる場所をイオンビ
ーム2の光軸下に移動させる。
When the ion beam 2 is used to correct the defect 22, first, the position of the defect 22 is detected in advance by a defect inspection device (not shown). When an SEM is used as a defect inspection device, the ion beam processing device (ion beam defect correction device) according to the present embodiment is used in a state where charges are accumulated on the phase shift mask 20.
There is also a possibility that it will be carried into. Also, when transporting the phase shift mask, charges may be accumulated on the phase shift mask 20. In any case, a defect 22
The phase shift mask 20 whose position has been detected is carried into the ion beam processing apparatus (ion beam defect correction apparatus) according to the present embodiment, mounted on the holder 12 on the stage 14 and fixed by the clamp 13. Become. Further, position information and the like of the defect 22 detected by the defect inspection apparatus are input to the CPU 62 via a recording medium or a network 66 and stored in the storage device 65 or the like. The CPU 62 issues a control command to the control device 67 based on the coordinate data of the defect position stored in the storage device 65 to drive and control the stage 14 so that the position considered to be defective is located below the optical axis of the ion beam 2. Move to

【0025】次に、上記のように搬入する前に位相シフ
トマスク20の絶縁物20a上に電荷が蓄積している可
能性もあるので、まず、CPU62は、励起光光源7に
対して励起指令信号を出して励起光光源7から絶縁物中
の電子を励起するための励起光8を図10の90で示す
ように放出させて、搬入されて搭載された試料20に対
して照射する。励起光光源7がArガスを励起して12
6nmの励起光を放出するエキシマランプの場合には、
例えば10〜50μs程度の周期でポンピングする必要
がある。このように、絶縁物中の電子を励起するための
励起光8を、反射鏡9aによって試料20上のイオンビ
ーム照射領域に同軸かつ均一に照射すると共に、ホルダ
12またはクランプ13により接地されている導電性遮
光膜20bまで照射して絶縁性透明基板(絶縁物)20
aを接地させることになる。即ち、試料20中の絶縁物
20aにおいて、照射される励起光8によって、価電子
帯(充満体)中の電子が伝導帯まで励起されて導電化さ
れる(電子的電気伝導が起こる)ため、絶縁性透明基板
20a上に蓄積された電荷は、絶縁物20a中に蓄積さ
れることなく導電性遮光膜20bを介して接地箇所まで
逃げることになる。これによって、搬入される前に蓄積
した電荷を逃がすことができる。
Next, since there is a possibility that electric charges may be accumulated on the insulator 20a of the phase shift mask 20 before being carried in as described above, the CPU 62 first issues an excitation command to the excitation light source 7. The excitation light source 7 emits a signal to emit excitation light 8 for exciting electrons in the insulator from the excitation light source 7 as shown by 90 in FIG. 10 and irradiates the loaded and mounted sample 20. The excitation light source 7 excites Ar gas and
In the case of an excimer lamp that emits 6 nm excitation light,
For example, it is necessary to perform pumping at a period of about 10 to 50 μs. As described above, the excitation light 8 for exciting the electrons in the insulator is coaxially and uniformly irradiated on the ion beam irradiation area on the sample 20 by the reflecting mirror 9a, and is grounded by the holder 12 or the clamp 13. The insulating transparent substrate (insulator) 20 is irradiated by irradiating the conductive light-shielding film 20b.
a is grounded. That is, in the insulator 20 a in the sample 20, the electrons in the valence band (filled body) are excited to the conduction band by the irradiated excitation light 8 to be made conductive (electronic electric conduction occurs). The electric charges accumulated on the insulating transparent substrate 20a escape to the ground via the conductive light-shielding film 20b without being accumulated in the insulator 20a. As a result, the electric charge accumulated before being carried in can be released.

【0026】なお、位相シフトマクス20上に形成され
ている回路パターンが微細化されている関係で、この位
相シフトマスク20はエキシマレーザ投影露光装置に用
いられることになる。そのため、位相シフトマスク20
の絶縁性透明基板20aを石英基板で形成する必要が生
じている。このように絶縁物20aが石英の場合、価電
子帯(充満体)中の電子を伝導帯まで励起させて導電化
する(電子的電気伝導が起こる)ためには、励起光8の
波長を150nm以下の紫外光が望ましい。そのため、
励起光光源7としては、Arガスを励起して126nm
の励起光を放出するエキシマランプや、Nd:YAGレ
ーザの第3高調波(例えば118.2nmのVUV光)
や、Ar2のエキシマレーザ光源(126nmの励起
光)や、Kr2のエキシマレーザ光源(146nmの励
起光)等で構成すればよい。特に、レーザ光の場合、加
工されないように高速で走査してドーズ量を低減した
り、MgF2、LiF等の拡散板を用いて拡散させれば
よい。
Since the circuit pattern formed on the phase shift mask 20 is miniaturized, the phase shift mask 20 is used for an excimer laser projection exposure apparatus. Therefore, the phase shift mask 20
Insulating transparent substrate 20a needs to be formed of a quartz substrate. As described above, when the insulator 20a is quartz, the wavelength of the excitation light 8 is set to 150 nm in order to excite electrons in the valence band (filled body) to the conduction band and make it conductive (electronic electric conduction occurs). The following ultraviolet light is desirable. for that reason,
The excitation light source 7 excites Ar gas to 126 nm
Excimer lamp that emits excitation light, or the third harmonic of Nd: YAG laser (for example, VUV light of 118.2 nm)
Alternatively, an excimer laser light source of Ar 2 (excitation light of 126 nm), a Kr 2 excimer laser light source (excitation light of 146 nm), or the like may be used. In particular, in the case of a laser beam, the dose may be reduced by scanning at a high speed so as not to be processed, or the laser beam may be diffused using a diffusion plate such as MgF 2 or LiF.

【0027】また、イオンビーム2による加工領域(欠
陥除去修正領域)を設定するために、図11に示すよう
に2次荷電粒子像観察(M×N画素からなる。)をする
必要がある。その際、イオンビーム2が照射される関係
で、絶縁性透明基板20a上に電荷が蓄積されることに
なる。ところで、この2次荷電粒子像を観察する際、C
PU62からの観察領域制御指令で制御装置61により
偏向電極4を制御することによって0.3〜0.05μ
m程度に細く絞ったイオンビームスポット80を、図1
1に示す如く、x方向に走査しながらy方向にN本の走
査線繰り返すことによって2次荷電粒子検出器5、6に
よって2次元の2次荷電粒子像(M×N画素からな
る。)が検出されることになる。しかし、この際、点線
で示すように、制御装置61によるブランキング電極へ
の制御によって、イオンビームを試料20の表面に照射
しないブランキング期間がある。そこで、CPU62
は、図10に示すように、このブランキング期間を使っ
て励起光光源7に対して励起指令信号を出して91で示
す如く励起光光源7からポンピングして放出される励起
光8を試料20に対して照射して絶縁物20aを導通化
してイオンビーム2の照射による絶縁物20a上に蓄積
された電荷を導電性遮光膜20bを介して接地に逃がす
ことが可能となる。図10では、1回の走査線毎のブラ
ンキング期間において励起光8を照射するようにした
が、2〜3回の走査線毎のブランキング期間において励
起光8を照射するようにしても良い。
In order to set a processing area (defect removal correction area) by the ion beam 2, it is necessary to observe a secondary charged particle image (consisting of M × N pixels) as shown in FIG. At this time, charges are accumulated on the insulating transparent substrate 20a due to the irradiation of the ion beam 2. By the way, when observing this secondary charged particle image, C
By controlling the deflection electrode 4 by the control device 61 in accordance with the observation region control command from the PU 62, 0.3 to 0.05 μm
The ion beam spot 80 narrowed to about m is shown in FIG.
As shown in FIG. 1, by repeating N scanning lines in the y direction while scanning in the x direction, the secondary charged particle detectors 5 and 6 form a two-dimensional secondary charged particle image (consisting of M × N pixels). Will be detected. However, at this time, there is a blanking period in which the surface of the sample 20 is not irradiated with the ion beam due to the control of the blanking electrode by the control device 61, as indicated by the dotted line. Therefore, the CPU 62
As shown in FIG. 10, an excitation command signal is issued to the excitation light source 7 using this blanking period, and as shown at 91, the excitation light 8 pumped and emitted from the excitation light source 7 is supplied to the sample 20. To make the insulator 20a conductive, and the charges accumulated on the insulator 20a due to the irradiation of the ion beam 2 can be released to the ground via the conductive light-shielding film 20b. In FIG. 10, the excitation light 8 is applied during one blanking period of each scanning line. However, the excitation light 8 may be applied during two or three blanking periods of each scanning line. .

【0028】以上説明したように、励起光8の強度を弱
め、若しくは照射しない時に、図11に実線で示すよう
に、イオンビーム2を2次元に走査照射し、試料20の
表面から放出される2次荷電粒子を2次荷電粒子検出器
5、6により検出し、CPU62によって、制御装置6
1から得られるイオンビームの2次元の走査信号を基に
2次荷電粒子検出器5、6により検出される2次荷電粒
子の信号で、2次元の走査2次荷電粒子像(2次元の走
査イオン像)を作成して画像メモリまたは記憶装置65
等に記憶させ、それをモニタ63に出力することによっ
て2次元の走査2次荷電粒子像(2次元の走査イオン
像)を観察することができる。ここで、反射鏡9aをイ
オンビーム2の光軸に対してほぼ同軸状態で配置させ、
しかも反射鏡9aに対して電源24によって電圧を印加
し、反射鏡9aの表面を2次荷電粒子放出確率の大きい
材質で形成することにより、反射鏡9aによって、試料
20から放出される2次荷電粒子を増幅させることがで
き、その結果2次荷電粒子検出器5、6によって増幅さ
れた2次荷電粒子を検出することができることになる。
また、CPU62は、図12に示すように、励起光光源
7から出射される励起光8の強度を時間によって変化さ
せる場合、イオンビーム2の走査照射に基づく2次荷電
粒子検出器5、6による2次荷電粒子の検出を、励起光
8の強度と同期させて、例えば、励起光8の強度が弱ま
ったときに、イオンビーム2の走査照射に基づく2次粒
子検出器5、6による検出を行うようにすれば、有効な
2次荷電粒子検出が可能となる。
As described above, when the intensity of the excitation light 8 is reduced or the irradiation is not performed, the ion beam 2 is two-dimensionally scanned and irradiated as shown by a solid line in FIG. The secondary charged particles are detected by the secondary charged particle detectors 5 and 6, and the control device 6 is controlled by the CPU 62.
The secondary charged particle signal detected by the secondary charged particle detectors 5 and 6 based on the two-dimensional scanning signal of the ion beam obtained from Step 1 is a two-dimensional scanning secondary charged particle image (two-dimensional scanning). An image memory or storage device 65
By outputting it to the monitor 63, a two-dimensional scanned secondary charged particle image (two-dimensional scanned ion image) can be observed. Here, the reflecting mirror 9a is arranged substantially coaxially with respect to the optical axis of the ion beam 2,
In addition, a voltage is applied to the reflecting mirror 9a by the power supply 24, and the surface of the reflecting mirror 9a is formed of a material having a high probability of secondary charged particle emission. The particles can be amplified, and as a result, the secondary charged particles amplified by the secondary charged particle detectors 5 and 6 can be detected.
Further, as shown in FIG. 12, when changing the intensity of the excitation light 8 emitted from the excitation light source 7 over time, the CPU 62 uses the secondary charged particle detectors 5 and 6 based on the scanning irradiation of the ion beam 2. The detection of the secondary charged particles is synchronized with the intensity of the excitation light 8. For example, when the intensity of the excitation light 8 is weakened, the detection by the secondary particle detectors 5 and 6 based on the scanning irradiation of the ion beam 2 is performed. By doing so, effective secondary charged particle detection becomes possible.

【0029】以上説明したように、2次荷電粒子検出す
る際、絶縁性透明基板20a上には、イオンビーム2の
電荷が蓄積(チャージアップ)されていないので、イオ
ンビーム2の照射位置がずれることなく、2次荷電粒子
検出器5、6によって正常な2次荷電粒子像を検出する
ことが可能となり、イオンビーム照射領域を高精度に設
定することができ、その結果イオンビーム2の照射によ
って欠陥22を除去修正する際、金属膜パターン20b
や位相シフトパターン21を傷つけて新たな欠陥を作っ
てしまうことを防止することができる。また、2次荷電
粒子検出する際、基本的には、励起光8が照射されてい
ないので、光電子効果による光電子が放出されないの
で、光電子がノイズとなることを防止することができ
る。なお、上記イオンビーム2の走査照射は、2次荷電
粒子像の観察のためであるので、試料20(11)に対
するイオンビーム2のドーズ量を低く(イオンビーム電
流を低くしたり走査速度を速くする)することが可能
で、絶縁物20aに帯電する電荷を低減することがで
き、その結果として励起光8を照射する時間を短くする
ことができる。従って、ブランキング期間に励起光8を
照射するだけで、絶縁物20aに帯電する電荷を逃がす
ことが可能となる。
As described above, when the secondary charged particles are detected, the irradiation position of the ion beam 2 shifts because the charge of the ion beam 2 is not accumulated (charged up) on the insulating transparent substrate 20a. Without this, a normal secondary charged particle image can be detected by the secondary charged particle detectors 5 and 6, and the ion beam irradiation area can be set with high accuracy. When removing and correcting the defect 22, the metal film pattern 20b
Or a new defect caused by damaging the phase shift pattern 21 can be prevented. In addition, when the secondary charged particles are detected, basically, since the excitation light 8 is not irradiated, no photoelectrons are emitted by the photoelectron effect, so that it is possible to prevent the photoelectrons from becoming noise. Since the scanning irradiation of the ion beam 2 is for observing the secondary charged particle image, the dose of the ion beam 2 to the sample 20 (11) is reduced (the ion beam current is reduced or the scanning speed is increased). Can be performed), and the charge on the insulator 20a can be reduced. As a result, the time for irradiating the excitation light 8 can be shortened. Therefore, only by irradiating the excitation light 8 during the blanking period, it is possible to release the electric charge charged on the insulator 20a.

【0030】次に、イオンビーム2による加工(欠陥除
去修正)について説明する。即ち、CPU62は、上記
手順により得られた2次荷電粒子像を画像メモリまたは
記憶装置65等に記憶させているので、この記憶された
2次荷電粒子像の拡大像をモニタ63等に表示し、表示
された2次荷電粒子像の拡大像から例えば位相シフタの
欠陥22の形状および位置を示す画像を観察して検出す
ることができる。そこで、モニタ63の画面上におい
て、検出される欠陥22の形状および位置情報を用いて
例えば電子線枠等を用いてイオンビーム2の照射領域を
設定する。すると、CPU62は、この設定されたイオ
ンビーム2の照射領域の情報を基に、制御装置61で偏
向電極4等を制御することによって欠陥部のみにイオン
ビーム2を照射して、欠陥22を除去、修正することが
できる。なお、上記では、イオンビーム2の照射領域の
設定をモニタ63の画面上で行う場合について説明した
が、CPU62の画像処理回路において、凹凸および材
質によって放出される2次荷電粒子が異なる2次荷電粒
子像を基に、欠陥22の形状および位置を自動的に抽出
することができるので、自動的にイオンビーム2の照射
領域を設定することもできる。また、イオンビーム2を
走査照射して欠陥22を除去、修正する際には、励起光
8を照射しても欠陥の除去、修正加工に影響しないの
で、図10に92で示す如く励起光8を照射することに
よって欠陥箇所も含めて絶縁物20aを導電化すること
によって、イオンビーム2の走査照射による電荷が欠陥
箇所に蓄積されることなく導電性遮光膜20bを介して
逃げ、その結果設定された領域にイオンビーム2が正確
に照射されて高精度な欠陥修正を行うことができる。た
だし、欠陥22を除去修正加工する際、ブランキング期
間を設けてもよいことは明らかである。
Next, processing (defect removal and correction) by the ion beam 2 will be described. That is, since the CPU 62 stores the secondary charged particle image obtained by the above procedure in the image memory or the storage device 65 or the like, the CPU 62 displays an enlarged image of the stored secondary charged particle image on the monitor 63 or the like. For example, from the enlarged image of the displayed secondary charged particle image, for example, an image indicating the shape and position of the defect 22 of the phase shifter can be observed and detected. Therefore, on the screen of the monitor 63, the irradiation area of the ion beam 2 is set using, for example, an electron beam frame or the like using the shape and position information of the defect 22 to be detected. Then, the CPU 62 controls the deflection electrode 4 and the like with the control device 61 to irradiate only the defect portion with the ion beam 2 to remove the defect 22 based on the information on the set irradiation region of the ion beam 2. Can be modified. In the above description, the case where the irradiation area of the ion beam 2 is set on the screen of the monitor 63 has been described. However, in the image processing circuit of the CPU 62, the secondary charged particles emitted due to the unevenness and the material are different. Since the shape and position of the defect 22 can be automatically extracted based on the particle image, the irradiation area of the ion beam 2 can be automatically set. When removing and correcting the defect 22 by scanning and irradiating the ion beam 2, the irradiation with the excitation light 8 does not affect the removal and repair of the defect. Therefore, as shown by 92 in FIG. Irradiates the insulator 20a, including the defective portion, to make the insulator 20a conductive, so that charges due to the scanning irradiation of the ion beam 2 escape through the conductive light-shielding film 20b without being accumulated in the defective portion, and as a result the The irradiated area is accurately irradiated with the ion beam 2 to perform highly accurate defect correction. However, it is clear that a blanking period may be provided when the defect 22 is removed and repaired.

【0031】なお、欠陥22を除去修正する途中におい
て、2次荷電粒子像による観察が必要であれば、除去修
正前の2次荷電粒子像観察と同様にブランキング期間に
励起光8を照射すれば良い。また、欠陥22の除去修正
後における正しく修正が行われたかの確認のために、2
次荷電粒子像観察をする場合、除去修正前の2次荷電粒
子像観察と同様にブランキング期間に励起光8を照射す
れば良い。以上説明したように第1の実施例をイオンビ
ーム2の照射に基づく、観察または検査または加工また
は分析に適用することができる。
If it is necessary to observe the secondary charged particle image during the removal and repair of the defect 22, the excitation light 8 is irradiated during the blanking period in the same manner as the secondary charged particle image observation before the removal and repair. Good. Also, in order to confirm whether the defect 22 has been correctly corrected after the removal and correction,
When the next charged particle image observation is performed, the excitation light 8 may be irradiated during the blanking period as in the case of the secondary charged particle image observation before removal correction. As described above, the first embodiment can be applied to observation, inspection, processing, or analysis based on the irradiation of the ion beam 2.

【0032】<第2実施例>本発明に係る第2の実施例
を図2を用いて説明する。第2の実施例において、第1
の実施例と相違する点は、試料11(20)に対して励
起光を複数方向から照射することにある。即ち、励起光
光源7から出射された励起光8の一部をプリズム25
へ、その他をシンチレータ5へ分岐し、プリズム25へ
入射した励起光を屈折によりイオンビーム2の光軸下で
あるイオンビーム照射領域に照射し、シンチレータ5に
照射された励起光をシンチレータ表面の反射膜により反
射させて、プリズム25から照射された光とは別の方向
からイオンビーム照射領域に照射するものである。この
ように励起光8を相対向する2方向から照射することに
よって、2次荷電粒子像を観察する領域に絶縁性透明基
板20aで形成される深い穴状態のものがあっても、励
起光8が深い穴内部まで照射されて価電子帯(充満体)
中の電子が伝導帯まで励起されて導電化される(電子的
電気伝導が起こる)ため、この箇所に蓄積された電荷
は、絶縁物20a中に蓄積されることなく導電性遮光膜
20bを介して接地箇所まで逃がすことができる。
<Second Embodiment> A second embodiment according to the present invention will be described with reference to FIG. In the second embodiment, the first
The difference from the embodiment is that the sample 11 (20) is irradiated with excitation light from a plurality of directions. That is, a part of the excitation light 8 emitted from the excitation light source 7 is
And the others are branched to the scintillator 5, and the excitation light incident on the prism 25 is refracted to irradiate the ion beam irradiation area below the optical axis of the ion beam 2 by the refraction, and the excitation light applied to the scintillator 5 is reflected on the scintillator surface. The light is reflected by the film and irradiated to the ion beam irradiation area from a direction different from the light irradiated from the prism 25. By irradiating the excitation light 8 from the two opposite directions in this manner, even if there is a deep hole formed in the insulating transparent substrate 20a in the area where the secondary charged particle image is observed, the excitation light 8 Is irradiated to the inside of the deep hole and the valence band (full body)
Since the electrons inside are excited to the conduction band and are made conductive (electronic electrical conduction occurs), the electric charge accumulated at this location is not accumulated in the insulator 20a and passes through the conductive light-shielding film 20b. To escape to the ground.

【0033】従って、図10若しくは図12に示すよう
に、イオンビーム2を走査照射して観察する際、励起光
8の強度を弱め、若しくは遮光し(照射しない)、試料
11(20)の表面から放出される2次荷電粒子を2次
荷電粒子検出器5、6により検出すれば、正確で、かつ
ノイズのない2次元の走査2次荷電粒子像(2次元の走
査イオン像)を得ることができる。なお、本第2の実施
例では、絶縁物中の電子を励起するための励起光を複数
方向から照射するために、光学部品を用いたが、複数の
励起光光源により照射しても良い。
Accordingly, as shown in FIG. 10 or 12, when scanning and irradiating the ion beam 2 for observation, the intensity of the excitation light 8 is reduced or shielded (not irradiated), and the surface of the sample 11 (20) is reduced. If the secondary charged particles emitted from the detector are detected by the secondary charged particle detectors 5 and 6, an accurate and noise-free two-dimensional scanned secondary charged particle image (two-dimensional scanned ion image) can be obtained. Can be. In the second embodiment, the optical components are used to irradiate the excitation light for exciting the electrons in the insulator from a plurality of directions. However, the irradiation may be performed by a plurality of excitation light sources.

【0034】<第3実施例>本発明に係る第3の実施例
を図3を用いて説明する。ここで、荷電ビームとしてイ
オンビーム2を用い、プラズマ30から発生する励起光
8を多方向から絶縁物を有する試料11に対して照射
し、観察又は検査又は加工又は分析する実施例を示す。
即ち、第3の実施例は、励起光8を発生させる装置とし
て、プラズマ発生装置26を用いたことにある。表面に
金属膜パターン20bを形成した絶縁性試料からなる被
対象物11(20)は、ホルダ12上に搭載される。ホ
ルダ12は、励起光8を透過するMgF2、LiF等の
透過性物質27上に搭載される。プラズマ発生装置26
は、ステージ14と透過性物質27との間にプラズマ室
29を形成し、プラズマ30を発生させるための電極2
8と、該電極の一方に接続された高周波電源31とで構
成される。なお、このプラズマ30から放出される励起
光8の波長は、絶縁物20bを励起できる波長を含んで
いる必要がある。
<Third Embodiment> A third embodiment according to the present invention will be described with reference to FIG. Here, an embodiment will be described in which the ion beam 2 is used as a charged beam, the excitation light 8 generated from the plasma 30 is irradiated on the sample 11 having an insulator from multiple directions, and observation, inspection, processing, or analysis is performed.
That is, in the third embodiment, the plasma generator 26 is used as a device for generating the excitation light 8. An object 11 (20) made of an insulating sample having a metal film pattern 20b formed on the surface is mounted on the holder 12. The holder 12 is mounted on a transparent material 27 such as MgF 2 or LiF that transmits the excitation light 8. Plasma generator 26
The electrode 2 for forming a plasma chamber 29 between the stage 14 and the permeable material 27 and generating a plasma 30
8 and a high-frequency power supply 31 connected to one of the electrodes. Note that the wavelength of the excitation light 8 emitted from the plasma 30 needs to include a wavelength that can excite the insulator 20b.

【0035】ところで、絶縁物を有する試料11に対し
て集束イオンビーム2を走査照射して試料11から発生
する2次荷電粒子を2次荷電粒子検出器5、6で検出す
ることによって観察、及び検査をすることができ、更に
所定の領域に集束イオンビームを走査照射することによ
って加工を施すことができる。この加工を施す際、エッ
チング用ガス雰囲気で行えば、エッチング作用を促進
し、しかも微細加工を行わせることができる。また、加
工を施す際、CVDガス雰囲気で行えば、CVD成膜も
施すことができる。なお、このガスアシストエッチング
やCVD成膜については、上記第1および第2の実施例
にも適用することができる。また、2次イオン質量分析
計を、プロセスチャンバ(試料室)15内に設置するこ
とによって、集束イオンビーム2を照射したところから
生じる2次イオンについて2次イオン質量分析計で質量
を計測することによって分析することができる。この2
次イオン質量分析計についても、上記第1および第2の
実施例にも適用することができる。何れにしても、絶縁
物を有する試料11の観察、または検査、または分析す
る部分をイオンビーム2の光軸下に移動し、該部分に対
してイオンビーム2を照射することによって、電荷が蓄
積されていくことになる。そのため、例えば、試料11
の表面を2次荷電粒子像に基いて観察、または検査、ま
たは分析する際、電荷のチャージアップにより2次荷電
粒子観察像がずれることになる。
By the way, the focused ion beam 2 is scanned and irradiated on the sample 11 having an insulator, and secondary charged particles generated from the sample 11 are detected by the secondary charged particle detectors 5 and 6 for observation and observation. Inspection can be performed, and processing can be performed by scanning and irradiating a predetermined region with a focused ion beam. When this processing is performed in an etching gas atmosphere, the etching action can be promoted and fine processing can be performed. When processing is performed in a CVD gas atmosphere, CVD film formation can also be performed. The gas assisted etching and the CVD film formation can be applied to the first and second embodiments. Further, by installing the secondary ion mass spectrometer in the process chamber (sample chamber) 15, the secondary ion mass spectrometer measures the mass of the secondary ions generated from the irradiation of the focused ion beam 2. Can be analyzed by This 2
The secondary ion mass spectrometer can also be applied to the first and second embodiments. In any case, a portion to be observed, inspected, or analyzed of the sample 11 having an insulator is moved below the optical axis of the ion beam 2 and the portion is irradiated with the ion beam 2 to accumulate charges. Will be done. Therefore, for example, the sample 11
When the surface is observed, inspected, or analyzed based on the secondary charged particle image, the charge charged up causes the secondary charged particle observation image to shift.

【0036】そこで、2次荷電粒子像に基いて観察、ま
たは検査、または分析する際、イオンビーム2を照射し
ない期間(例えばブランキング期間)において、試料1
1下のプラズマ室29にてプラズマ30を着火し、この
着火されたプラズマ30から放射される励起光8を、透
過性物質27を透過させ、チャンバ15に固定された反
射鏡9bにより反射して多方向から試料11上のイオン
ビーム照射領域(絶縁物領域)も含めてクランプ13ま
たはホルダ12により接地されている導電性薄膜20b
若しくは接地されたクランプ13まで照射する。する
と、上記実施例と同様に、試料11における絶縁物20
aは、励起光8によって導電化され、蓄積された電荷
を、絶縁物中に蓄積させることなく接地箇所まで逃がす
ことができ、その結果正確で、かつノイズのない2次元
の走査2次荷電粒子像を得ることができる。
Therefore, when observing, inspecting, or analyzing based on the secondary charged particle image, during the period in which the ion beam 2 is not irradiated (eg, blanking period), the sample 1
The plasma 30 is ignited in the lower plasma chamber 29, and the excitation light 8 radiated from the ignited plasma 30 is transmitted through the transparent material 27 and reflected by the reflecting mirror 9b fixed to the chamber 15. The conductive thin film 20b grounded by the clamp 13 or the holder 12 including the ion beam irradiation region (insulator region) on the sample 11 from multiple directions
Alternatively, the light is irradiated to the clamp 13 which is grounded. Then, similarly to the above embodiment, the insulator 20 in the sample 11 is formed.
a is made conductive by the excitation light 8 and allows the accumulated charges to escape to the ground without accumulating in the insulator, so that accurate and noise-free two-dimensional scanning secondary charged particles An image can be obtained.

【0037】要するに、この実施例においても、励起光
8を照射する時間を、イオンビームを走査照射する時間
と別時間とすることによって、イオンビーム2の照射位
置がずれることなく、2次荷電粒子検出器5、6によっ
て正常な2次荷電粒子像を検出することが可能となり、
イオンビーム照射領域を高精度に設定して、高精度な加
工を実現でき、しかも2次荷電粒子検出する際、基本的
には、励起光8が照射されていないので、光電子効果に
よる光電子が放出されないので、光電子がノイズとなる
ことを防止することもできる。ところで、プラズマ室2
9が駆動ステージ14によりホルダ12に搭載された試
料11と共に移動するため、プラズマ30が発生してい
る位置はイオンビーム2の光軸に対して移動することに
なる。しかし、反射鏡9bは、プラズマ30が発生して
いる位置が移動しても、プラズマに含まれる励起光8を
反射させて常に試料11上のイオンビーム2の光軸近傍
に照射できるように形成されているため、問題にならな
い。また、励起光の照射の停止は、高周波電源31から
電極28への高周波電力の投入を停止するか、透過性物
質27からの励起光の光路に設置されたシャッタ70を
閉じることによって行うことができる。
In short, also in this embodiment, the irradiation time of the excitation light 8 is set to be different from the time of scanning and irradiation of the ion beam, so that the irradiation position of the ion beam 2 is not shifted and the secondary charged particles are not shifted. It is possible to detect a normal secondary charged particle image by the detectors 5 and 6,
The ion beam irradiation area can be set with high precision to realize high-precision processing. In addition, when secondary charged particles are detected, photoelectrons are emitted by the photoelectron effect because the excitation light 8 is basically not irradiated. Since this is not performed, it is also possible to prevent the photoelectrons from becoming noise. By the way, plasma chamber 2
9 moves together with the sample 11 mounted on the holder 12 by the drive stage 14, so that the position where the plasma 30 is generated moves with respect to the optical axis of the ion beam 2. However, the reflecting mirror 9b is formed so as to reflect the excitation light 8 contained in the plasma and always irradiate the vicinity of the optical axis of the ion beam 2 on the sample 11 even if the position where the plasma 30 is generated moves. That's not a problem. The stop of the irradiation of the excitation light can be performed by stopping the supply of the high-frequency power from the high-frequency power supply 31 to the electrode 28 or by closing the shutter 70 provided on the optical path of the excitation light from the transparent material 27. it can.

【0038】次に、帯電防止に必要な励起光8の光量、
および照射時間の算出とその制御について説明する。即
ち、予め、基準試料をホルダ12上に搭載し、該基準試
料から帯電していない2次荷電粒子像を検出して画像メ
モリ等の記憶装置65に記憶し、その後基準試料に対し
て例えば加工に必要とするイオンビームを照射して帯電
させ、その2次荷電粒子像を検出して画像メモリ等の記
憶装置65に記憶し、CPU62において両方の2次荷
電粒子像の差画像から帯電による移動量を手動(例えば
モニタ63の画面上で)、或いは自動で計算して求め、
この求められた移動量に基いて帯電防止に必要な励起光
8の光量、および照射時間を算出しておく。また、実際
加工等を施す試料11または基準試料の絶縁物20bに
帯電した電荷(帯電量)を測定し、この測定された電荷
をCPU62に入力することによってCPU62は帯電
防止に必要な励起光8の光量、および照射時間を算出し
ておくことが可能となる。このように、予め帯電防止に
必要な励起光8の光量、および照射時間を算出しておく
ことによって、CPU62は、この算出された励起光8
の光量、および照射時間を基にプラズマ発生装置26ま
たはシャッタ70を制御することによって、常に帯電の
ない状態でイオンビーム2の照射による所望の領域につ
いての観察、検査、加工、分析の何れかを行うことがで
きることになる。
Next, the quantity of the excitation light 8 necessary for preventing the electrification,
The calculation of the irradiation time and its control will be described. That is, a reference sample is previously mounted on the holder 12, an uncharged secondary charged particle image is detected from the reference sample, and stored in a storage device 65 such as an image memory. The secondary charged particle image is detected and stored in a storage device 65 such as an image memory, and the CPU 62 moves the secondary charged particle image by charging from the difference image between the two charged particle images. The amount is calculated manually (for example, on the screen of the monitor 63) or calculated automatically,
Based on the obtained movement amount, the light amount of the excitation light 8 and the irradiation time necessary for preventing the charge are calculated. In addition, the charge (charge amount) charged on the sample 11 to be actually processed or the insulator 20b of the reference sample is measured, and the measured charge is input to the CPU 62. And the irradiation time can be calculated in advance. As described above, the CPU 62 calculates the amount of the excitation light 8 and the irradiation time necessary for preventing the electrification in advance, so that the CPU 62 calculates the calculated excitation light 8
By controlling the plasma generator 26 or the shutter 70 based on the amount of light and the irradiation time, any one of the observation, inspection, processing, and analysis of a desired region by the irradiation of the ion beam 2 in an uncharged state is always performed. Will be able to do that.

【0039】以上説明した帯電防止に必要な励起光8の
光量、および照射時間の算出とその制御については、上
記第1、第2の実施例にも適用することができる。ま
た、上記第3の実施例では、図3に示すように、励起光
光源であるプラズマ30を試料11の裏面に置いた場合
を示すが、荷電ビームであるイオンビームによる観察、
検査、加工に影響を与えなければ、試料11の上部にプ
ラズマ室29を置き、プラズマ30から放射される励起
光8を試料11の表面に照射しても良い。また、イオン
ビーム2のイオン源としてプラズマを用いている場合、
このプラズマが励起光8を含んでいれば、この励起光を
別の光学系を用いて導いて試料11の表面に照射しても
良い。
The calculation and control of the amount of the excitation light 8 and the irradiation time necessary for the antistatic described above can be applied to the first and second embodiments. In the third embodiment, as shown in FIG. 3, the case where the plasma 30 as the excitation light source is placed on the back surface of the sample 11 is shown.
If the inspection and processing are not affected, a plasma chamber 29 may be placed above the sample 11 and the surface of the sample 11 may be irradiated with the excitation light 8 radiated from the plasma 30. When plasma is used as the ion source of the ion beam 2,
If the plasma contains the excitation light 8, the excitation light may be guided to the surface of the sample 11 using another optical system.

【0040】<第4実施例>本発明に係る第4の実施例
を図4を用いて説明する。即ち、第4の実施例は、位相
シフトマスク20の欠陥上に、励起光光源7から出射さ
れた励起光8をカライドスコープ32aによって荷電ビ
ームであるイオンビームと同軸で照射するものである。
従って、イオンビーム2は、カライドスコープ32aに
設けられた穴を通して試料11の表面に照射されること
になる。実際のイオンビーム2による欠陥の修正におい
て行われる試料11への観察、検査、加工、分析等は、
上記実施例と同様に行われる。
<Fourth Embodiment> A fourth embodiment according to the present invention will be described with reference to FIG. That is, in the fourth embodiment, the excitation light 8 emitted from the excitation light source 7 is irradiated on the defect of the phase shift mask 20 coaxially with the ion beam as the charged beam by the kaleidoscope 32a.
Accordingly, the surface of the sample 11 is irradiated with the ion beam 2 through a hole provided in the kaleidoscope 32a. Observation, inspection, processing, analysis, etc. of the sample 11 performed in the correction of the defect by the actual ion beam 2
This is performed in the same manner as in the above embodiment.

【0041】<第5実施例>本発明に係る第5の実施例
を図5を用いて説明する。この第5の実施例は、位相シ
フトマスク20の欠陥22上に励起光光源7から出射さ
れる励起光8をオプティカルファイバ32bによって多
方向から照射するものである。実際のイオンビーム2に
よる欠陥の修正において行われる試料11への観察、検
査、加工、分析等は、上記実施例と同様に行われる。
<Fifth Embodiment> A fifth embodiment according to the present invention will be described with reference to FIG. In the fifth embodiment, the excitation light 8 emitted from the excitation light source 7 is irradiated onto the defect 22 of the phase shift mask 20 from multiple directions by the optical fiber 32b. Observation, inspection, processing, analysis, and the like of the sample 11 performed in actual defect correction by the ion beam 2 are performed in the same manner as in the above-described embodiment.

【0042】<第6実施例>本発明に係る第6の実施例
を図6を用いて説明する。図6には、試料11が液晶T
FT基板130の場合の最終形態を示す。即ち、液晶T
FT基板130は、絶縁性透明基板131と、その上に
薄い絶縁膜132を介して形成されたゲート線133
と、その上に形成された絶縁膜132と、該絶縁膜13
2上に形成されたデータ線134、ソース線135と、
該データ線134とゲート線133との交差する点に設
けられたトランジスタと、該トランジスタに駆動される
透明ドット電極136とによって構成される。そこで、
プロジェクタ等1画素あたりの大きさが小さい液晶TF
Tのデータ線若しくはゲート線133の一部に断線欠陥
140が生じた場合、TFT基板130には線欠陥が生
じることになり、この断線欠陥140を修正する必要が
ある。ところで、本実施例においては、ゲート線133
またはデータ線134において生じた断線欠陥140の
検査と修正を、ゲート線133またはデータ線134が
露出された状態で行う場合について説明する。このよう
に断線欠陥140の検査と修正を、ゲート線133また
はデータ線134が露出された状態で行う場合でも、ゲ
ート線133の下にはガラス等の絶縁性透明基板131
の上に酸化シリコンまたは窒化シリコンまたはサファイ
ア等の薄膜の絶縁膜132が形成されており、またデー
タ線134の下には酸化シリコンまたは窒化シリコンま
たはサファイア等の絶縁膜132が形成されている。そ
のため、これら絶縁膜132上には、搬送中およびイオ
ンビーム2を照射することによって前記第1〜第3の実
施例と同様に電荷が蓄積されることになる。
<Sixth Embodiment> A sixth embodiment according to the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 6 shows that the sample 11 has the liquid crystal T
The final form in the case of the FT substrate 130 is shown. That is, the liquid crystal T
The FT substrate 130 includes an insulating transparent substrate 131 and a gate line 133 formed thereon with a thin insulating film 132 interposed therebetween.
And an insulating film 132 formed thereon, and the insulating film 13
2, a data line 134 and a source line 135 formed on
It comprises a transistor provided at a point where the data line 134 and the gate line 133 intersect, and a transparent dot electrode 136 driven by the transistor. Therefore,
Liquid crystal TF with small size per pixel such as projector
When a disconnection defect 140 occurs in a part of the T data line or the gate line 133, a line defect occurs in the TFT substrate 130, and it is necessary to correct the disconnection defect 140. By the way, in this embodiment, the gate line 133 is used.
Alternatively, a case will be described in which inspection and correction of the disconnection defect 140 generated in the data line 134 are performed in a state where the gate line 133 or the data line 134 is exposed. Even when the inspection and correction of the disconnection defect 140 are performed in a state where the gate line 133 or the data line 134 is exposed, an insulating transparent substrate 131 such as glass is provided below the gate line 133.
A thin insulating film 132 such as silicon oxide, silicon nitride, or sapphire is formed thereon, and an insulating film 132 such as silicon oxide, silicon nitride, or sapphire is formed below the data line 134. Therefore, electric charges are accumulated on the insulating film 132 by the irradiation with the ion beam 2 during the transport and similarly to the first to third embodiments.

【0043】そこで、前記第1の実施例と同様に、上記
状態のTFT基板が欠陥検査装置(図示せず)により断
線欠陥140が検査されてステージ14上に搭載され
る。次に、欠陥検査装置で検査されて入力されたCPU
62からの欠陥位置の座標データに基づき、制御装置6
7はステージ14を移動させて欠陥140があると思わ
れる場所をイオンビーム2の光軸下に位置付けする。次
に、2次荷電粒子像を観察する前と観察する際、図10
および図12に示すように、イオンビーム2を照射しな
い期間において励起光光源7から励起光8を放出させ、
この放出された励起光8の一部をプローブ34に取り付
けられた反射鏡9cによって反射させて照射方向を変
え、これら励起光8をイオンビーム照射領域である上記
絶縁膜62上に照射する。なお、この際、励起光8は予
め接地されたプローブ34まで照射されることになるの
で、導電化された絶縁膜132にプローブ34を直接接
触させることによって絶縁膜132は接地されることに
なる。
Therefore, similarly to the first embodiment, the TFT substrate in the above state is inspected for a disconnection defect 140 by a defect inspection device (not shown) and mounted on the stage 14. Next, the CPU inspected and input by the defect inspection device
Based on the coordinate data of the defect position from
Numeral 7 moves the stage 14 to position a place where the defect 140 is considered to be located below the optical axis of the ion beam 2. Next, before and after observing the secondary charged particle image, FIG.
As shown in FIG. 12, the excitation light source 7 emits the excitation light 8 during a period in which the ion beam 2 is not irradiated,
A part of the emitted excitation light 8 is reflected by the reflecting mirror 9c attached to the probe 34 to change the irradiation direction, and the excitation light 8 is irradiated on the insulating film 62 which is an ion beam irradiation area. At this time, since the excitation light 8 is irradiated to the probe 34 which is grounded in advance, the insulating film 132 is grounded by directly contacting the probe 34 with the conductive insulating film 132. .

【0044】このように絶縁膜132は、上記第1の実
施例と同様に、励起光8の照射によって導電化され、帯
電していた電荷は逃がされることになり、2次元の2次
荷電粒子像(2次元の走査イオン像)に光電子によるノ
イズ成分がのること無く、この2次元の走査イオン像を
正確に観察することができ、断線欠陥140の領域を正
確に設定することができる。この2次元の走査イオン像
を基に設定されたイオンビーム2の照射領域のみに有機
金属ガス雰囲気においてイオンビーム2を照射し、導電
金属(Al,Cr,Mo,Ti等)を析出させて断線欠
陥140を接続して修正する。特にこの際、析出された
導電金属がはみ出したり、突き出ししたりした場合は、
イオンビーム2の照射によりこの部分を除去すればよ
い。またこの際はイオンビーム2が配線上に照射される
ので、励起光8を照射しておけば、帯電することなくプ
ローブ34から逃がすことができる。
As described above, similarly to the first embodiment, the insulating film 132 is made conductive by the irradiation of the excitation light 8, and the charged electric charge is released, so that the two-dimensional secondary charged particles are discharged. It is possible to accurately observe the two-dimensional scanned ion image without noise components due to photoelectrons in the image (two-dimensional scanned ion image), and to accurately set the area of the disconnection defect 140. Only the irradiation area of the ion beam 2 set based on the two-dimensional scanning ion image is irradiated with the ion beam 2 in an atmosphere of an organic metal gas to deposit a conductive metal (Al, Cr, Mo, Ti, etc.) and disconnect the wire. The defect 140 is connected and corrected. Especially at this time, if the deposited conductive metal protrudes or protrudes,
This portion may be removed by irradiation with the ion beam 2. In this case, since the wiring is irradiated with the ion beam 2, if the excitation light 8 is irradiated, the excitation light 8 can escape from the probe 34 without being charged.

【0045】ここで、絶縁物132中における価電子帯
(充電体)中の電子が伝導体まで励起されて導電化させ
るための励起光8の波長は、絶縁膜132を励起する波
長である。この励起光8の波長は、絶縁膜132が酸化
シリコンであれば150nm以下、窒化シリコンなら3
00nm以下、サファイアなら200nm以下が望まし
い。また、プローブ34に反射鏡9cを付加する代わり
に、プローブ34の材質に例えばアルミを用いて、プロ
ーブ34自体に反射特性を持たせる。若しくは、荷電ビ
ーム照射装置がガスノズルを装備するものであれば、プ
ローブの代わりにガスノズルを用いて接地、反射しても
良い。
Here, the wavelength of the excitation light 8 for exciting electrons in the valence band (charger) in the insulator 132 to the conductor to make it conductive is a wavelength for exciting the insulating film 132. The wavelength of the excitation light 8 is 150 nm or less if the insulating film 132 is silicon oxide, and 3 if the insulating film 132 is silicon nitride.
It is desirable that the thickness be 00 nm or less, and 200 nm or less for sapphire. Further, instead of adding the reflecting mirror 9c to the probe 34, for example, aluminum is used as the material of the probe 34 so that the probe 34 itself has a reflection characteristic. Alternatively, if the charged beam irradiation device is equipped with a gas nozzle, the probe may be grounded and reflected using a gas nozzle instead of a probe.

【0046】<第7実施例>本発明に係る第7の実施例
を図7を用いて説明する。この第7の実施例は、励起光
8を帯状に照射して絶縁物を接地する方法である。図7
において、励起光光源7から出射された励起光8の一部
をMgF2、LiF等からなるプリズム25で屈折させ
て分岐し、この分岐された励起光8をMgF2、LiF
等からなる平凸シリンドリカルレンズ40、および平凹
シリンドリカルレンズ41により照射領域を一軸方向に
拡大して図7(b)に示すように、帯状光束35にする
ことにある。他方励起光光源7から出射された励起光8
の一部を反射鏡9dで反射させて大きなスポット状36
で照射することにある。例えば、位相シフトマスク20
(11)において、外側に近い部分を観察、検査、加
工、分析する場合には、励起光8を接地されたホルダ1
2またはクランプ13まで照射することにより接地でき
るが、中央部の孤立パターンでは周辺までつながってい
ないことから接地が困難となる。そこで、2つのシリン
ドリカルレンズ40、41を用いて、励起光8を帯状3
5に照射することによって、接地が可能となる。この第
7の実施例の他の構成は、上述した実施例と同様であ
る。
<Seventh Embodiment> A seventh embodiment according to the present invention will be described with reference to FIG. The seventh embodiment is a method of irradiating the excitation light 8 in a strip shape to ground the insulator. FIG.
In the above, a part of the excitation light 8 emitted from the excitation light source 7 is refracted by a prism 25 made of MgF 2 , LiF or the like and branched, and the branched excitation light 8 is divided into MgF 2 and LiF.
The irradiation area is enlarged in a uniaxial direction by a plano-convex cylindrical lens 40 and a plano-concave cylindrical lens 41 formed as shown in FIG. On the other hand, the excitation light 8 emitted from the excitation light source 7
Is reflected by the reflecting mirror 9d to form a large spot-like shape 36.
Irradiation. For example, the phase shift mask 20
In (11), when observing, inspecting, processing, or analyzing a portion close to the outside, the holder 1 with the excitation light 8 grounded is used.
Although the ground can be achieved by irradiating the second or clamp 13, it is difficult to ground the isolated pattern at the center since it is not connected to the periphery. Therefore, the excitation light 8 is applied to the band 3 by using two cylindrical lenses 40 and 41.
By irradiating 5, grounding becomes possible. Other configurations of the seventh embodiment are the same as those of the above-described embodiment.

【0047】まず、絶縁物中の電子を励起する光8の一
部はプリズム25へ、その他は反射鏡9へ分岐する。反
射鏡9で反射した絶縁物中の電子を励起する光8はイオ
ンビーム2等の荷電ビーム照射領域へ照射する。プリズ
ム25へ入射した光は、屈折により方向を変え、平凸シ
リンドリカルレンズ40と平凹シリンドリカルレンズ4
1によって照射領域を接地可能な一軸方向に拡大する
(図7(b))。2つのシリンドリカルレンズによって
拡大された帯状の光は、反射鏡9から入射される光とは
別の方向から、荷電ビーム照射領域へ絶縁物中の電子を
励起する光8を間欠的に照射する。絶縁性透明基板11
上の絶縁物は、上記実施例と同様に、該光8によって導
電化されるため、照射されるイオンビーム2等の荷電ビ
ームの電荷は、絶縁物中に蓄積される事なく接地箇所ま
で逃げる。接地後は集束された荷電ビーム2を走査しな
がら照射して、基板及び試料から放出される2次電子或
は2次イオンを2次粒子検出器により検出し、観察又は
検査又は加工等の処理を行う。また、励起光8の光束形
状を変形させるレンズ40、41を、導電膜20bを選
択して接地できるように駆動可能に構成してもよい。な
お、ここでは照射領域を一軸方向に拡大する例を挙げた
が照射領域は放射状に多軸方向に拡大するなど任意に変
更することもできる。
First, a part of the light 8 for exciting electrons in the insulator is branched to the prism 25 and the other part to the reflecting mirror 9. Light 8 that excites electrons in the insulator reflected by the reflecting mirror 9 irradiates a charged beam irradiation area such as the ion beam 2. The light incident on the prism 25 changes its direction by refraction, and the plano-convex cylindrical lens 40 and the plano-concave cylindrical lens 4
By (1), the irradiation area is enlarged in a uniaxial direction in which grounding is possible (FIG. 7B). The band-shaped light enlarged by the two cylindrical lenses intermittently irradiates the charged beam irradiation region with light 8 for exciting electrons in the insulator from a direction different from the light incident from the reflecting mirror 9. Insulating transparent substrate 11
The upper insulator is made conductive by the light 8 in the same manner as in the above embodiment, so that the charge of the charged beam such as the ion beam 2 to be irradiated escapes to the ground without being accumulated in the insulator. . After grounding, the focused charged beam 2 is irradiated while scanning, secondary electrons or secondary ions emitted from the substrate and the sample are detected by a secondary particle detector, and processing such as observation or inspection or processing is performed. I do. Further, the lenses 40 and 41 for deforming the light flux shape of the excitation light 8 may be configured to be drivable so that the conductive film 20b can be selectively grounded. Here, an example in which the irradiation area is enlarged in one axis direction has been described, but the irradiation area can be arbitrarily changed, for example, the irradiation area is radially enlarged in multiple axes directions.

【0048】<第8実施例>本発明に係る第8の実施例
を図8を用いて説明する。この第8の実施例は、励起光
8の一部を多角形反射鏡またはガルバノミラー42で走
査して絶縁物を接地する方法である。この第8の実施例
によれば、第7の実施例と同様に試料11上の中央部近
傍において絶縁膜で覆われた領域でも接地することを可
能にする。まず、励起光光源7から出射された励起光8
の一部を多角形反射鏡42へ、その他は反射鏡9eへ分
岐する。反射鏡9eで反射した励起光8を透過する励起
光透過性物質27を通り、再び反射鏡9fにより反射さ
せ、荷電ビーム照射領域へ照射する。多角形反射鏡42
で反射した励起光8は、反射鏡9eによって反射された
励起光とは別の入射方向からイオンビーム等の荷電ビー
ム照射領域に照射する。また、多角形反射鏡42は回転
により反射領域を荷電ビーム照射領域から接地可能な領
域まで走査し、電荷を逃がす。この第8の実施例の他の
構成は、上述した実施例と同様である。
<Eighth Embodiment> An eighth embodiment according to the present invention will be described with reference to FIG. In the eighth embodiment, a part of the excitation light 8 is scanned by a polygonal reflecting mirror or a galvano mirror 42 to ground the insulator. According to the eighth embodiment, similarly to the seventh embodiment, it is possible to ground the region covered with the insulating film in the vicinity of the central portion on the sample 11. First, the excitation light 8 emitted from the excitation light source 7
Is branched to a polygonal reflecting mirror 42, and the other is branched to a reflecting mirror 9e. The light passes through the excitation light transmitting material 27 that transmits the excitation light 8 reflected by the reflection mirror 9e, is reflected again by the reflection mirror 9f, and is irradiated to the charged beam irradiation area. Polygonal reflecting mirror 42
The excitation light 8 reflected by the light source irradiates a region irradiated with a charged beam such as an ion beam from a different incident direction from the excitation light reflected by the reflecting mirror 9e. Further, the polygonal reflecting mirror 42 scans the reflection area from the charged beam irradiation area to the groundable area by rotation, and releases the electric charge. Other configurations of the eighth embodiment are the same as those of the above-described embodiment.

【0049】なお、この第8の実施例によれば、励起光
8を試料11の全領域に亘って走査すれば、試料11の
表面のクリーニングの効果も期待される。また、励起光
8が反射鏡9e、9fにより常に観察、検査、分析領域
を含む領域に照射されていれば、荷電ビーム2の照射に
より試料から放出される2次荷電粒子を励起、増幅し、
検出効率を向上することも期待できる。
According to the eighth embodiment, if the excitation light 8 is scanned over the entire area of the sample 11, an effect of cleaning the surface of the sample 11 can be expected. Further, if the excitation light 8 is constantly irradiated to the region including the observation, inspection and analysis regions by the reflecting mirrors 9e and 9f, the secondary charged particles emitted from the sample by the irradiation of the charged beam 2 are excited and amplified,
It can also be expected to improve detection efficiency.

【0050】<第9実施例>本発明に係る第9の実施例
を図9を用いて説明する。この第9の実施例は、第1の
実施例において、光取り出し穴44のあいた遮光用円板
43を励起光光路中で回転等の運動をさせることによっ
て励起光8をパルス的に照射する方法である。この方法
では、光取り出し穴44が光軸と一致した時、照射可能
となり、それ以外は遮光することができる。照射時間
は、遮光用円板43の光取り出し穴44の大きさで決ま
り、絶縁物の導電化に最小限必要な時間を設定すること
ができる。このように、イオンビーム2等の荷電粒子ビ
ームの照射が、CPU62からの指令に基く制御装置6
1によるブランキング電極への制御に基いて行われるの
で、CPU62からの指令に基いて遮光用円板43を駆
動制御すれば、荷電粒子ビームの照射しない期間に、励
起光8を試料上に照射することができる。即ち、上記実
施例と同様に、荷電粒子ビームの照射しない期間に、励
起光8を照射し、その後荷電粒子ビームを照射して、観
察、必要に応じて加工、修正を行う。
<Ninth Embodiment> A ninth embodiment according to the present invention will be described with reference to FIG. The ninth embodiment is a method of irradiating the excitation light 8 in a pulsed manner by rotating the light-shielding disk 43 provided with the light extraction hole 44 in the excitation light optical path in the excitation light path in the first embodiment. It is. According to this method, when the light extraction hole 44 coincides with the optical axis, irradiation becomes possible, and other portions can be shielded from light. The irradiation time is determined by the size of the light extraction hole 44 of the light-shielding disk 43, and the minimum time required to make the insulator conductive can be set. As described above, the irradiation of the charged particle beam such as the ion beam 2 is performed by the control device 6 based on the instruction from the CPU 62.
Since the control is performed based on the control of the blanking electrode 1 by controlling the light-shielding disk 43 based on a command from the CPU 62, the excitation light 8 is irradiated onto the sample during the period in which the charged particle beam is not irradiated. can do. That is, similarly to the above-described embodiment, during a period in which the charged particle beam is not irradiated, the excitation light 8 is irradiated, and then the charged particle beam is irradiated, and observation, processing and correction are performed as needed.

【0051】なお、パルスを発生するために、励起光光
源の発生源をクロックにより制御しても良い。特に、観
察又は検査又は加工又は分析等の処理をする際、励起光
8を照射することによって試料11が変質や加工されな
いとは限らない。特に荷電ビームと共にガスを用いる場
合は、ガスが励起光8に反応し、加工を促進する可能性
がある。したがって、励起光8をパルス的に照射するこ
とによって、絶縁物の導電化を図ると共に試料11への
ダメージを極力防止することができる。
In order to generate a pulse, the source of the excitation light source may be controlled by a clock. In particular, when performing processing such as observation, inspection, processing, or analysis, irradiation of the excitation light 8 does not necessarily mean that the sample 11 is not altered or processed. In particular, when a gas is used together with the charged beam, the gas may react to the excitation light 8 and accelerate processing. Therefore, by irradiating the excitation light 8 in a pulsed manner, it is possible to make the insulator conductive and to prevent damage to the sample 11 as much as possible.

【0052】<第10実施例>本発明に係る第10の実
施例について図13を用いて説明する。即ち、図13に
おいて、電子ビームチャンバ116内には、電子源10
1と、電子源101から引き出された電子ビーム102
の電流を制御する電極、電子ビーム102を集束するた
めのレンズ103、電子ビーム102を偏向するための
偏向電極104および電子ビームのON、OFFを制御
するブランキング電極等からなる電子ビーム光学系とが
ある。そして、これら101、103、104等は、図
示しない電源及び制御装置161により制御されてい
る。また、電子ビームチャンバ116内は排気管117
を介して、真空排気装置により、排気される。プロセス
チャンバ115内には、半導体ウェハ49を搭載するホ
ルダ12と、半導体ウェハ49を固定するクランプ13
と、半導体ウェハ49を任意の位置に移動するためのス
テージ14と、電子ビーム2の照射により半導体ウェハ
49より放出される荷電粒子(2次電子、反射電子、透
過電子も含む)を検出するための荷電粒子検出器48
と、半導体ウェハ49の試料11に含まれる絶縁物の電
子を励起させるための励起光8を照射するためにプロセ
スチャンバ15に取り付けられた励起光光源7とがあ
る。励起光光源7から放出された励起光8は、半導体ウ
ェハ49中の接地された導体を含む領域に照射される。
また、プロセスチャンバ115は排気管117を介し
て、図示しない真空装置により、真空に排気される。
<Tenth Embodiment> A tenth embodiment according to the present invention will be described with reference to FIG. That is, in FIG. 13, the electron source 10
1 and an electron beam 102 extracted from an electron source 101
And an electron beam optical system including a lens 103 for focusing the electron beam 102, a deflecting electrode 104 for deflecting the electron beam 102, and a blanking electrode for controlling ON and OFF of the electron beam. There is. These components 101, 103, 104, etc. are controlled by a power supply and a control device 161 (not shown). Further, an exhaust pipe 117 is provided in the electron beam chamber 116.
And is evacuated by a vacuum evacuation device. Inside the process chamber 115, a holder 12 for mounting the semiconductor wafer 49 and a clamp 13 for fixing the semiconductor wafer 49
And a stage 14 for moving the semiconductor wafer 49 to an arbitrary position, and for detecting charged particles (including secondary electrons, reflected electrons, and transmitted electrons) emitted from the semiconductor wafer 49 by irradiation of the electron beam 2. Charged particle detector 48
And an excitation light source 7 attached to the process chamber 15 to irradiate excitation light 8 for exciting electrons of an insulator contained in the sample 11 of the semiconductor wafer 49. The excitation light 8 emitted from the excitation light source 7 irradiates a region including a grounded conductor in the semiconductor wafer 49.
Further, the process chamber 115 is evacuated to a vacuum by a vacuum device (not shown) via an exhaust pipe 117.

【0053】予備室119は、ゲートバルブ118を介
して、プロセスチャンバ115に接続されており、図示
しない搬送系により、ホルダ12をステージ14上に導
入できる構成となっている。CPU162は、観察する
ためのモニタ163と、キーボードやマウス等の入力手
段164と、画像処理回路121から得られる検査結果
や分析回路(図示せず)から得られる分析結果等のデー
タを記憶する記憶装置165と、半導体ウエハの設計情
報や加工するときに必要とする欠陥の概略位置情報等を
入力するための記録媒体やネットワークから構成される
入力手段166を接続している。制御装置161は、C
PU162からの指令に基いて電子ビーム光学系を制御
し、この制御情報をCPU162に送信するものであ
る。制御装置67もCPU162からの指令に基いてス
テージ14を制御し、このステージ14の位置制御情報
をCPU162に送信するものである。画像メモリ12
0は、CPU162から得られるステージ14の走行情
報および電子ビームの走査、ブランキング情報等に基い
て荷電粒子検出器48から検出される2次電子、反射電
子、または透過電子等の荷電粒子画像を記憶させるもの
である。画像処理回路121は、画像メモリ120に記
憶された荷電粒子画像を基に配線パターンの欠陥や異物
や傷などの欠陥を検査する回路である。
The preparatory chamber 119 is connected to the process chamber 115 via a gate valve 118, so that the holder 12 can be introduced onto the stage 14 by a transfer system (not shown). The CPU 162 stores a monitor 163 for observation, input means 164 such as a keyboard and a mouse, and data such as an inspection result obtained from the image processing circuit 121 and an analysis result obtained from an analysis circuit (not shown). The apparatus 165 is connected to an input unit 166 composed of a recording medium or a network for inputting design information of a semiconductor wafer, rough position information of a defect required for processing, and the like. The control device 161 controls the C
The electron beam optical system is controlled based on a command from the PU 162, and this control information is transmitted to the CPU 162. The control device 67 also controls the stage 14 based on a command from the CPU 162, and transmits position control information of the stage 14 to the CPU 162. Image memory 12
0 indicates a charged particle image such as a secondary electron, a reflected electron, or a transmitted electron detected by the charged particle detector 48 based on the traveling information of the stage 14 obtained from the CPU 162, scanning of the electron beam, blanking information, and the like. It is something to memorize. The image processing circuit 121 is a circuit that inspects a wiring pattern for defects such as defects, foreign matter, and scratches based on the charged particle images stored in the image memory 120.

【0054】次に、本実施例の装置を用いた絶縁物を含
む半導体ウエハ49からなる試料11に対する電子ビー
ム102による観察、検査、加工、分析方法について説
明する。即ち、例えば、半導体ウェハ49上における配
線パターンの欠陥や絶縁膜上の傷やピンホール等の欠陥
を検出して検査するために電子ビーム102を用いる場
合、CPU162からの指令に基いて制御装置67がス
テージ14を制御し、欠陥を検出したい所望の箇所を電
子ビーム2の光軸下に移動させる。まず、搭載された半
導体ウエハ49上には、投入する前の搬送によって帯電
する可能性があるので、励起光光源7から励起光8を所
定の期間(図10に90で示す期間)照射して半導体ウ
エハ49上のSiO2等の層間絶縁膜中における価電子
帯中の電子を伝導帯まで励起して導電化し、蓄積電荷を
接地箇所まで逃がす。
Next, a description will be given of a method of observing, inspecting, processing, and analyzing the sample 11 made of the semiconductor wafer 49 containing an insulator by using the electron beam 102 using the apparatus of this embodiment. That is, for example, when the electron beam 102 is used to detect and inspect a defect in a wiring pattern on the semiconductor wafer 49, a defect on an insulating film, a pinhole, or the like, the control device 67 based on a command from the CPU 162. Controls the stage 14 to move a desired portion where a defect is to be detected below the optical axis of the electron beam 2. First, since there is a possibility that the semiconductor wafer 49 mounted on the semiconductor wafer 49 may be charged by transport before loading, the semiconductor wafer 49 is irradiated with the excitation light 8 from the excitation light source 7 for a predetermined period (a period indicated by 90 in FIG. 10). The electrons in the valence band in the interlayer insulating film such as SiO 2 on the semiconductor wafer 49 are excited to the conduction band to become conductive, and the accumulated charge is released to the ground.

【0055】次に、CPU162からの指令に基いて、
制御装置161がブランキング電極のON、OFFおよ
び偏向電極104を制御し、半導体ウエハ49上の所望
の領域について、図11に示すように集束された電子ビ
ーム102をX方向に走査しながら、CPU162から
の指令に基いて制御装置67がステージ14を制御して
ステージ14をY方向に走行させることによって、荷電
粒子検出器48からは図11に示すような半導体ウエハ
49上の所望の領域から配線パターンや欠陥等を示す2
次電子や反射電子等に基づく荷電粒子像が検出されるこ
とになり、その結果この検出された荷電粒子像が画像メ
モリ120に記憶されることになる。即ち、励起光8の
強度を弱めるか若しくは励起光8を遮光するか、或いは
励起光8の照射を停止した状態で、電子ビーム102を
半導体ウエハ49上に走査照射して荷電粒子検出器48
から荷電粒子像を検出し、その後励起光8を所定時間照
射して蓄積電荷を除電することを、必要な荷電粒子画像
を得るまで繰り返すことになる。もし、その領域に欠陥
が存在すれば、この欠陥に相当する荷電粒子に基づく濃
淡画像を検出することができる。
Next, based on a command from the CPU 162,
The control device 161 controls the ON / OFF of the blanking electrode and the deflection electrode 104, and scans the focused region of the electron beam 102 in the X direction as shown in FIG. The controller 67 controls the stage 14 based on the command from the controller and causes the stage 14 to travel in the Y direction. 2 showing patterns, defects, etc.
A charged particle image based on secondary electrons, reflected electrons, or the like is detected, and as a result, the detected charged particle image is stored in the image memory 120. That is, the charged particle detector 48 scans and irradiates the electron beam 102 onto the semiconductor wafer 49 in a state where the intensity of the excitation light 8 is weakened, the excitation light 8 is shielded, or the irradiation of the excitation light 8 is stopped.
, And then irradiating the excitation light 8 with the excitation light 8 for a predetermined time to eliminate the accumulated charges until the required charged particle image is obtained. If a defect exists in the area, a grayscale image based on charged particles corresponding to the defect can be detected.

【0056】このように荷電粒子像を検出するとき、図
10に示すように、ブランキング電極を作動させて電子
ビーム102の照射をOFFさせる期間(ブランキング
期間)91が設けられているので、この期間を用いて励
起光8を接地されている導体を含む領域まで走査照射す
ることによって半導体ウエハ49の絶縁膜を導電化し、
電子ビーム102の照射によって半導体ウエハ49の絶
縁膜上に帯電した電荷を逃がすことが可能となる。これ
によって、帯電した電荷による荷電粒子像のずれ量をサ
ブミクロン以下にすることができ、しかも光電子等の発
生を無くして正確で、且つノイズ成分のない荷電粒子像
を得ることができる。次に、画像処理回路121は、画
像メモリ120に記憶された荷電粒子画像と基準の荷電
粒子画像とを比較することによって配線パターンの欠陥
や異物や傷等の様々な欠陥を検出することができ、その
結果をCPU162に入力してCPU162から出力す
ることができる。また、CPU162は、画像メモリ1
20に記憶された荷電粒子画像を読み出して例えばモニ
タ163等に表示することによって観察することもでき
る。
When a charged particle image is detected in this manner, as shown in FIG. 10, there is provided a period (blanking period) 91 for activating the blanking electrode to turn off the irradiation of the electron beam 102. Using this period, the insulating film of the semiconductor wafer 49 is made conductive by scanning and irradiating the excitation light 8 to the region including the grounded conductor,
The charge charged on the insulating film of the semiconductor wafer 49 by the irradiation of the electron beam 102 can be released. As a result, the amount of displacement of the charged particle image due to the charged charges can be reduced to submicron or less, and a charged particle image that is accurate and free of noise components can be obtained without generating photoelectrons or the like. Next, the image processing circuit 121 can detect various defects such as a defect in the wiring pattern, a foreign matter, a scratch, and the like by comparing the charged particle image stored in the image memory 120 with the reference charged particle image. The result can be input to the CPU 162 and output from the CPU 162. Further, the CPU 162 stores the image memory 1
The charged particle image stored in the memory 20 can be read out and displayed on, for example, the monitor 163 or the like to observe the image.

【0057】なお、図10においては、全てのブランキ
ング期間において、励起光8を照射するようにしたが、
2つまたは3つおきのブランキング期間に励起光8を照
明するようにしてもよい。何れにしても、励起光8が照
射されるまでの電子ビーム102のドーズ量(照射時間
も関係する。)としては、電荷の蓄積によって、所望の
観察または検査に影響を与えない程度のドーズ量(蓄積
電荷による観察像のずれ量がサブミクロン以下となるド
ーズ量)とすればよい。また、励起光8を観察、検査、
加工、分析領域を含む領域に照射中は、電子ビーム2の
照射を停止するか若しくは、電子ビーム2を上記観察又
は検査又は加工又は分析等の処理領域以外の場所へ偏向
させてもよい。また、図12に示すように、励起光8の
強度の変化を、又は検査又は加工又は分析等の処理領域
に対する電子ビーム2の偏向照射に基づく荷電粒子の検
出に同期させて行えってもよい。
In FIG. 10, the excitation light 8 is applied during all blanking periods.
The excitation light 8 may be illuminated during every second or third blanking period. In any case, the dose of the electron beam 102 until the excitation light 8 is irradiated (the irradiation time is also related) is such that the charge accumulation does not affect the desired observation or inspection. (Dose amount at which the shift amount of the observation image due to the accumulated charge is submicron or less). In addition, the excitation light 8 is observed, inspected,
The irradiation of the electron beam 2 may be stopped during the irradiation of the region including the processing and analysis regions, or the electron beam 2 may be deflected to a place other than the processing region for the observation, inspection, processing, or analysis. Further, as shown in FIG. 12, the change in the intensity of the excitation light 8 may be performed in synchronization with the detection of charged particles based on the deflection irradiation of the electron beam 2 to a processing area such as inspection, processing, or analysis. .

【0058】また、試料室115内に、分析器(図示せ
ず)を設置することによって、電子エネルギー分析等や
X線等の分析を行うことができる。また、検出される荷
電粒子画像を基に電子ビーム102による加工領域を設
定し、この設定された加工領域に電子ビーム102を照
射することによって加工を行うこともできる。何れにし
ても、半導体ウエハ49上に形成されている絶縁膜(保
護膜)が酸化シリコンや窒化シリコンやサファイアであ
るため、励起光8が酸化シリコンや窒化シリコンやサフ
ァイアを透過して下層にダメージを及ぼさないようにす
るためには、励起光8の波長として酸化シリコンの場合
150nm以下、窒化シリコンの場合300nm以下、
サファイアの場合200nm以下にすることが望まし
い。そのため、励起光光源7としては、第1の実施例に
おいて説明したものが使用することができる。
Further, by installing an analyzer (not shown) in the sample chamber 115, an electron energy analysis or the like or an analysis of X-rays or the like can be performed. Further, it is also possible to perform processing by setting a processing area by the electron beam 102 based on the detected charged particle image, and irradiating the set processing area with the electron beam 102. In any case, since the insulating film (protective film) formed on the semiconductor wafer 49 is silicon oxide, silicon nitride, or sapphire, the excitation light 8 penetrates silicon oxide, silicon nitride, or sapphire and damages the lower layer. In order not to affect the wavelength, the wavelength of the excitation light 8 is 150 nm or less for silicon oxide, 300 nm or less for silicon nitride
In the case of sapphire, the thickness is desirably 200 nm or less. Therefore, the excitation light source 7 described in the first embodiment can be used.

【0059】<第11実施例>本発明に係る第11の実
施例を図14を用いて説明する。この第11の実施例
は、励起光8を回転等の運動可能な多角形反射鏡または
ガルバノミラー42を用いて斜方入射し、接地する方法
である。この方法は、励起光光源7から放出される励起
光8を多角形反射鏡またはガルバノミラー42へ入射
し、ミラー42で反射した励起光8を励起光透過性物質
27を通して電子ビーム102等の荷電ビーム照射領域
へ照射するものである。ミラー42は回転等の運動によ
り反射領域を荷電ビーム照射領域から接地可能な領域ま
で走査し、電荷を逃がす。ところで、励起光8が、観察
又は検査又は分析領域を含む領域を通過する間は、荷電
ビーム102(2)を観察又は検査又は分析領域を含む
領域とは別な領域に移動させ、励起光8が観察又は検査
又は加工又は分析領域を含む領域を通過した後、集束さ
れた荷電ビーム102(2)を観察又は検査又は分析領
域を含む領域内で走査しながら照射することにより、試
料11から放出される荷電粒子を荷電粒子検出器48
(5、6)により検出し、観察又は検査又は分析を行う
ことにより、観察又は検査又は分析に影響する光電子の
影響を避けることができ、しかも荷電ビーム102
(2)の照射による帯電を防止することができる。
<Eleventh Embodiment> An eleventh embodiment according to the present invention will be described with reference to FIG. The eleventh embodiment is a method in which the excitation light 8 is obliquely incident using a polygonal reflecting mirror or a galvanomirror 42 that can move, such as rotate, and is grounded. In this method, the excitation light 8 emitted from the excitation light source 7 is incident on a polygonal reflecting mirror or a galvanometer mirror 42, and the excitation light 8 reflected by the mirror 42 is charged through the excitation light transmissive substance 27 into an electron beam 102 or the like. The beam is irradiated to the beam irradiation area. The mirror 42 scans the reflection area from the charged beam irradiation area to the groundable area by a movement such as rotation, and releases the electric charge. By the way, while the excitation light 8 passes through the region including the observation or inspection or analysis region, the charged beam 102 (2) is moved to a region different from the region including the observation or inspection or analysis region and the excitation light 8 Is emitted from the sample 11 by passing through the region including the observation or inspection or processing or analysis region, and then irradiating the focused charged beam 102 (2) while scanning within the region including the observation or inspection or analysis region. Charged particles are detected by a charged particle detector 48.
By performing the detection and observation or inspection or analysis by (5, 6), the influence of photoelectrons affecting the observation or inspection or analysis can be avoided, and the charged beam 102
Charging due to the irradiation of (2) can be prevented.

【0060】<第12実施例>本発明に係る第12の実
施例を図15を用いて説明する。この第12の実施例
は、励起光8の照射を荷電ビーム102(2)と同時に
照射し、所望の画像を形成する方式である。図15にお
いてTcsは荷電ビーム102(2)を観察又は検査又
は加工又は分析領域に照射しない時間であり、Teは励
起光8を照射する時間、Tciは荷電ビーム102
(2)の走査照射により所望の観察画像を形成するのに
必要な時間である。荷電ビーム102(2)によって、
絶縁物を含む試料(基板)11を観察又は検査又は分析
等の処理をする場合、上記実施例のように励起光8を、
接地されている導体を含む領域まで照射する。この時の
励起光8の照射時間Teを、荷電ビームが所望の観察又
は検査又は分析をするために必要な時間(観察画像形成
時間)Tciの例えば3分の1程度とし、励起光8の照
射を荷電ビームの照射と同時に観察又は検査又は分析領
域を含む領域へ照射する。
<Twelfth Embodiment> A twelfth embodiment according to the present invention will be described with reference to FIG. The twelfth embodiment is a method of irradiating the excitation light 8 simultaneously with the charged beam 102 (2) to form a desired image. In FIG. 15, Tcs is a time during which the charged beam 102 (2) is not irradiated to the observation, inspection, processing, or analysis area, Te is a time during which the excitation light 8 is irradiated, and Tci is a time during which the charged beam 102 (2) is irradiated.
This is the time required to form a desired observation image by the scanning irradiation of (2). By the charged beam 102 (2)
When a sample (substrate) 11 including an insulator is observed, inspected, analyzed, or the like, the excitation light 8 is supplied as in the above embodiment.
Irradiate to the area including the grounded conductor. The irradiation time Te of the excitation light 8 at this time is set to, for example, about one-third of the time (observation image formation time) Tci required for the charged beam to perform desired observation, inspection, or analysis. At the same time as the irradiation of the charged beam to the region including the observation or inspection or analysis region.

【0061】まず、荷電ビーム102(2)を観察又は
検査又は分析領域へ照射すると同時に励起光8の照射を
開始し、荷電粒子検出器48で検出して荷電粒子画像を
得ると同時にこの画像を画像メモリ120に蓄積する
(荷電粒子画像1)。次に、同一の領域に再度荷電ビー
ム102(2)を照射するが、励起光8の照射を、荷電
粒子画像を形成するのに必要な時間の3分の1程度を終
了した時点で開始し、荷電粒子画像を上記と同様に荷電
粒子検出器48で検出して画像メモリ120に蓄積する
(荷電粒子画像2)。同様に、再度荷電ビーム102
(2)を照射し、励起光8の照射を、荷電粒子画像を形
成するのに必要な時間の3分の2程度を終了した時点で
開始し、荷電粒子画像を画像メモリ120に蓄積する
(荷電粒子画像3)。このように画像メモリ120に蓄
積された荷電粒子画像1乃至3を、画像処理回路121
において合成することにより励起光8が照射されていな
い期間から得られる荷電粒子画像が得られ、観察又は検
査又は分析に影響する光電子の影響を避けることがで
き、しかも荷電ビームの照射による電荷の帯電も防止す
ることができる。
First, the irradiation of the excitation light 8 is started at the same time that the charged beam 102 (2) is irradiated to the observation or inspection or analysis area, and the charged particle detector 48 detects the charged particle image to obtain the charged particle image. It is stored in the image memory 120 (charged particle image 1). Next, the same region is irradiated with the charged beam 102 (2) again, and the irradiation of the excitation light 8 is started at the time when about one third of the time required to form a charged particle image is completed. The charged particle image is detected by the charged particle detector 48 in the same manner as described above, and is stored in the image memory 120 (charged particle image 2). Similarly, the charged beam 102
Irradiation of (2) is started, and irradiation of the excitation light 8 is started when about two-thirds of the time required to form a charged particle image is completed, and the charged particle image is stored in the image memory 120 ( Charged particle image 3). The charged particle images 1 to 3 stored in the image memory 120 in this manner are transferred to the image processing circuit 121.
In the above, a charged particle image obtained from a period during which the excitation light 8 is not irradiated can be obtained, and the effect of photoelectrons affecting observation, inspection, or analysis can be avoided. Can also be prevented.

【0062】<第13実施例>本発明に係る第13の実
施例を図12を用いて説明する。同図においてTciは
荷電ビーム102(2)を観察又は検査又は分析領域に
照射した場合に発生する荷電粒子を荷電粒子検出器48
(5、6)で検出する際の時間である。荷電ビーム10
2(2)によって、絶縁物を含む試料11を観察又は検
査、加工、分析する場合、上記実施例のように励起光8
を、接地されている導体を含む領域まで照射する。この
時の励起光8の照射強度を、波動的に変化させるものと
する。即ち、励起光8を、図12に示すように強度を波
動的に変化させ、接地されている領域を含む領域まで荷
電ビームと同時に照射する。荷電ビーム102(2)
は、通常の導電性物質を観察又は検査又は分析する際と
同様に、観察又は検査又は分析領域に照射される。この
ように荷電ビームを照射することによって発生する荷電
粒子を荷電粒子検出器48(5、6)により検出する
が、この検出のタイミングを、励起光8の変化に同期さ
せて励起光の強度が弱まった時点に行う。この方法を繰
り返すことによって所望の荷電粒子画像を得られ、その
結果観察又は検査又は分析に影響する光電子の影響を避
けることができ、しかも荷電ビームの照射による電荷の
帯電も防止することができる。
<Thirteenth Embodiment> A thirteenth embodiment according to the present invention will be described with reference to FIG. In the figure, Tci is a charged particle detector 48 that detects charged particles generated when the charged beam 102 (2) is irradiated on an observation, inspection, or analysis area.
This is the time for detection at (5, 6). Charged beam 10
When observing, inspecting, processing, and analyzing the sample 11 containing an insulator according to 2 (2), the excitation light 8
To the area including the conductor that is grounded. It is assumed that the irradiation intensity of the excitation light 8 at this time is changed in a wave-like manner. That is, the intensity of the excitation light 8 is changed in a wave-like manner as shown in FIG. Charged beam 102 (2)
Is applied to the observation or inspection or analysis area in the same manner as when observing or inspecting or analyzing a normal conductive substance. As described above, the charged particles generated by irradiating the charged beam are detected by the charged particle detector 48 (5, 6). The detection timing is synchronized with the change of the excitation light 8 so that the intensity of the excitation light is reduced. Perform when weakened. By repeating this method, a desired charged particle image can be obtained. As a result, it is possible to avoid the influence of photoelectrons affecting observation, inspection, or analysis, and also to prevent charging of charges due to irradiation of a charged beam.

【0063】以上第1〜第13の実施例で説明した荷電
ビーム装置として、集束イオンビーム装置、走査型電子
顕微鏡、オージェ電子分光装置、IMA(Ion Mi
croprobe Analyzer)装置、SIMS
(Secondary Ion Mass Spect
rometry)装置等に適用して観察、検査、加工、
分析の少なくとも一つを行うことができる。
The charged beam devices described in the first to thirteenth embodiments include a focused ion beam device, a scanning electron microscope, an Auger electron spectrometer, and an IMA (Ion Mi).
Crop probe Analyzer), SIMS
(Secondary Ion Mass Spect
observation, inspection, processing,
At least one of the analyzes can be performed.

【0064】[0064]

【発明の効果】本発明によれば、励起光の照射によるノ
イズ成分が含まれず、しかも帯電する電荷による位置ず
れのない正確で、かつ高コントラストな荷電粒子像を、
絶縁物を含む又は上層若しくは下層に絶縁物を有する試
料から検出できるようにして、試料上の微細なパターン
や微細な異物等を含む欠陥などについて観察又は検査又
は加工又は分析等の処理をすることができる効果を奏す
る。また、本発明によれば、半導体基板等の試料に対し
て、励起光照射によるSiO2、SiN等からなる絶縁
膜の下層へのダメージを極力少なくし、しかもノイズ成
分がなく、正確で、かつ高コントラストな荷電粒子像
を、絶縁物を含む又は上層若しくは下層に絶縁物を有す
る試料から検出できるようにして、試料上の微細なパタ
ーンや微細な異物等を含む欠陥などについて観察又は検
査又は加工又は分析等の処理をすることができる効果を
奏する。
According to the present invention, an accurate and high-contrast charged particle image which does not include a noise component due to irradiation of excitation light and has no displacement due to a charged electric charge can be obtained.
Observation, inspection, processing or analysis of defects including fine patterns and fine foreign substances on the sample so that they can be detected from a sample containing an insulator or having an insulator in an upper layer or a lower layer. It has the effect of being able to. Further, according to the present invention, damage to a lower layer of an insulating film made of SiO 2 , SiN or the like due to irradiation of excitation light with respect to a sample such as a semiconductor substrate is minimized, and there is no noise component, and it is accurate and High-contrast charged particle images can be detected from a sample containing an insulator or a sample having an insulator in the upper or lower layer, and observation, inspection, or processing of defects such as fine patterns or fine foreign substances on the sample. Alternatively, there is an effect that processing such as analysis can be performed.

【0065】また、本発明によれば、ノイズ成分がな
く、正確で、かつ高コントラストな荷電粒子像を基に、
試料上の微細なパターンや微細な異物等を含む欠陥など
について高精度な微細加工を施すことができる効果を奏
する。また、本発明によれば、位相シフトマスク上の欠
陥を容易に検出、修正することができる。また、本発明
によれば、絶縁物のみの試料においても、接地されたプ
ローブあるいは導体が励起光照射領域中にあり、基板及
び試料と接触していれば、荷電ビームによる観察又は検
査又は加工又は分析等の処理も可能である。
Further, according to the present invention, based on an accurate and high-contrast charged particle image having no noise component,
This provides an effect that high-precision fine processing can be performed on a defect including a fine pattern or a fine foreign substance on a sample. Further, according to the present invention, a defect on the phase shift mask can be easily detected and corrected. Further, according to the present invention, even in a sample containing only an insulator, if a grounded probe or conductor is in the excitation light irradiation area and is in contact with the substrate and the sample, observation or inspection or processing with a charged beam or processing or Processing such as analysis is also possible.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明に係る荷電粒子ビームによる観察又は検
査又は加工又は分析等の処理装置の第1の実施例の構成
を示す図で、(a)は装置の正面の概略断面図、(b)
はその拡大図である。
FIG. 1 is a diagram showing a configuration of a first embodiment of a processing apparatus for observation, inspection, processing, analysis, or the like using a charged particle beam according to the present invention. )
Is an enlarged view of FIG.

【図2】本発明に係る荷電粒子ビームによる処理装置の
第2の実施例を示す試料と光源、光電子倍増管との関係
を示す略断面図である。
FIG. 2 is a schematic cross-sectional view showing a relationship between a sample, a light source, and a photomultiplier according to a second embodiment of the processing apparatus using a charged particle beam according to the present invention.

【図3】本発明に係る荷電粒子ビームによる処理装置の
第3の実施例を示す試料とその周辺の正面の略断面図で
ある。
FIG. 3 is a schematic cross-sectional view of a sample and a front view around the sample, showing a third embodiment of a charged particle beam processing apparatus according to the present invention.

【図4】本発明に係る荷電粒子ビームによる処理装置の
第4の実施例を示す試料とその周辺の正面の略断面図で
ある。
FIG. 4 is a schematic cross-sectional view of a sample and a front surface around the sample, showing a fourth embodiment of a charged particle beam processing apparatus according to the present invention.

【図5】本発明に係る荷電粒子ビームによる処理装置の
第5の実施例を示す試料とその周辺の正面の略断面図で
ある。
FIG. 5 is a schematic cross-sectional view of a sample and its surroundings showing a fifth embodiment of a charged particle beam processing apparatus according to the present invention.

【図6】本発明に係る荷電粒子ビームによる処理装置の
第6の実施例を示す試料とその周辺の正面の略断面図で
ある。
FIG. 6 is a schematic cross-sectional view of a sample and its surroundings showing a sixth embodiment of the charged particle beam processing apparatus according to the present invention.

【図7】本発明に係る第7の実施例である接地方法を模
式的に示す図で、(a)は試料とその周辺の正面の略断
面図、(b)は試料上を示す平面図である。
7A and 7B are diagrams schematically showing a grounding method according to a seventh embodiment of the present invention, wherein FIG. 7A is a schematic cross-sectional view of a sample and a front surface around the sample, and FIG. It is.

【図8】本発明に係る第8の実施例である接地方法を模
式的に示す試料とその周辺の正面の略断面図である。
FIG. 8 is a schematic cross-sectional view of a sample and a front view around the sample schematically showing a grounding method according to an eighth embodiment of the present invention.

【図9】本発明に係る第9の実施例の励起光の照射方法
を模式的に示す試料とその周辺の正面の略断面図であ
る。
FIG. 9 is a schematic cross-sectional view of a sample and a front view around the sample schematically showing a method of irradiating excitation light according to a ninth embodiment of the present invention.

【図10】本発明に係る荷電粒子ビームの照射時間(期
間)と励起光照射時間(期間)との関係の一実施例を模
式的に示す図である。
FIG. 10 is a diagram schematically showing one embodiment of the relationship between the irradiation time (period) of the charged particle beam and the excitation light irradiation time (period) according to the present invention.

【図11】試料上の所望の領域に荷電粒子ビームを走査
照射することによって荷電粒子像を検出する状態を説明
するための図である。
FIG. 11 is a view for explaining a state in which a charged particle image is detected by scanning and irradiating a charged particle beam on a desired region on a sample.

【図12】本発明に係る荷電粒子検出時間(期間)と強
度を変化させた励起光の照射時間(期間)との関係の一
実施例を模式的に示す図である。
FIG. 12 is a diagram schematically illustrating an example of a relationship between a charged particle detection time (period) and an irradiation time (period) of excitation light of which intensity is changed according to the present invention.

【図13】本発明に係る荷電粒子ビームによる処理装置
の第10の実施例の構成を示す正面の略断面図である。
FIG. 13 is a schematic front sectional view showing the configuration of a tenth embodiment of a processing apparatus using a charged particle beam according to the present invention.

【図14】本発明に係る荷電粒子ビームによる処理装置
の第10の実施例の構成を示す試料とその周辺の正面の
略断面図である。
FIG. 14 is a schematic cross-sectional view of a sample and a peripheral front view showing the configuration of a tenth embodiment of a charged particle beam processing apparatus according to the present invention.

【図15】本発明に係る荷電粒子ビームの照射時間(期
間)と励起光照射時間(期間)との関係の他の実施例を
模式的に示す図である。
FIG. 15 is a view schematically showing another embodiment of the relationship between the irradiation time (period) of the charged particle beam and the excitation light irradiation time (period) according to the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…イオン源、2…イオンビーム、3…静電レンズ、4
…デフレクタ(偏向電極)、5…シンチレータ、6…光
電子増倍管、7…励起光光源、8…励起光、9a、9
b、9c、9d…反射鏡、10…イオンビーム通過穴、
11…試料、12…試料ホルダ、13…クランプ、14
…ステージ、15…プロセスチャンバ、16…荷電ビー
ムチャンバ、17…排気管、18…ゲートバルブ、19
…予備室、20…位相シフトマスク、20a…石英等の
絶縁物(絶縁性透明基板)、20b…導電性薄膜パター
ン(金属膜パターン)、21…位相シフタ、22…欠陥
部分、23…シンチレータ電源、24…反射鏡用電源、
25…プリズム、26…プラズマ発生装置、27…励起
光透過性物質、28…電極、29…プラズマ室、30…
プラズマ、31…高周波電源、32a…カライドスコー
プ、32b…オプティカルファイバ、34…プローブ、
40…平凸シリンドリカルレンズ、41平凹シリンドリ
カルレンズ、42…多角形反射鏡、43…遮光用円板、
44…光取り出し穴、48…荷電粒子検出器、49…半
導体基板(半導体ウエハ)、61…制御装置、62…C
PU、63…モニタ、64…キーボード等の入力手段、
65…記憶装置、66…記録媒体やネットワーク等の入
力手段、67…制御装置、70…シャッタ、101…電
子線源、102…電子ビーム、103…静電レンズ、1
04…デフレクタ(偏向電極)、115…プロセスチャ
ンバ、116…荷電ビームチャンバ、117…排気管、
118…ゲートバルブ、119…予備室、120…画像
メモリ、121…画像処理回路、130…TFT基板、
131…透明基板、132…SiO2、SiN等の絶縁
膜、133…ゲート線、134…ドレイン線、135…
ソース線、136…透明ドット電極、140…断線欠
陥、161…制御装置、162…CPU、163…モニ
タ、164…キーボード等の入力手段、165…記憶装
置、166…記録媒体やネットワーク等の入力手段。
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Ion source, 2 ... Ion beam, 3 ... Electrostatic lens, 4
... deflector (deflection electrode), 5 ... scintillator, 6 ... photomultiplier tube, 7 ... excitation light source, 8 ... excitation light, 9a, 9
b, 9c, 9d: reflecting mirror, 10: ion beam passage hole,
11 sample, 12 sample holder, 13 clamp, 14
... Stage, 15 ... Process chamber, 16 ... Charge beam chamber, 17 ... Exhaust pipe, 18 ... Gate valve, 19
... Preparatory chamber, 20 ... Phase shift mask, 20a ... Insulator (insulating transparent substrate) such as quartz, 20b ... Conductive thin film pattern (metal film pattern), 21 ... Phase shifter, 22 ... Defect part, 23 ... Scintillator power supply , 24 ... Power supply for reflector,
25 ... Prism, 26 ... Plasma generator, 27 ... Excitation light transmitting material, 28 ... Electrode, 29 ... Plasma chamber, 30 ...
Plasma, 31 ... High frequency power supply, 32a ... Kaleidoscope, 32b ... Optical fiber, 34 ... Probe,
40: plano-convex cylindrical lens, 41 plano-concave cylindrical lens, 42: polygonal reflecting mirror, 43: light-shielding disk,
44 ... light extraction hole, 48 ... charged particle detector, 49 ... semiconductor substrate (semiconductor wafer), 61 ... control device, 62 ... C
PU, 63 ... monitor, 64 ... input means such as a keyboard,
65 storage device, 66 input means such as recording medium or network, 67 control device, 70 shutter, 101 electron beam source, 102 electron beam, 103 electrostatic lens, 1
04: deflector (deflection electrode), 115: process chamber, 116: charged beam chamber, 117: exhaust pipe,
118: gate valve, 119: spare room, 120: image memory, 121: image processing circuit, 130: TFT substrate,
131: Transparent substrate, 132: Insulating film of SiO 2 , SiN, etc., 133: Gate line, 134: Drain line, 135:
Source line, 136: transparent dot electrode, 140: disconnection defect, 161: control device, 162: CPU, 163: monitor, 164: input means such as a keyboard, 165 ... storage device, 166 ... input means such as a recording medium or network .

フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) H01L 21/027 H01L 21/66 N 21/66 J 21/30 502W (72)発明者 東 淳三 神奈川県横浜市戸塚区吉田町292番地 株 式会社日立製作所生産技術研究所内 (72)発明者 濱村 有一 神奈川県横浜市戸塚区吉田町292番地 株 式会社日立製作所生産技術研究所内 (72)発明者 水村 通伸 神奈川県横浜市戸塚区吉田町292番地 株 式会社日立製作所生産技術研究所内 (72)発明者 古泉 裕弘 東京都小平市上水本町五丁目20番1号 株 式会社日立製作所半導体グループ内 (72)発明者 小池 英巳 茨城県ひたちなか市市毛882番地 株式会 社日立製作所計測器事業部内Continued on the front page (51) Int.Cl. 7 Identification symbol FI Theme coat II (Reference) H01L 21/027 H01L 21/66 N 21/66 J 21/30 502W (72) Inventor Junzo Higashi Totsuka-ku, Yokohama-shi, Kanagawa 292 Yoshidacho Co., Ltd., Hitachi, Ltd.Production Technology Research Laboratory (72) Inventor Yuichi Hamamura 292 Yoshidacho, Totsuka-ku, Yokohama-shi, Kanagawa Prefecture, Ltd.Hitachi Manufacturing Technology Research Laboratory (72) Inventor Toshinobu Mizumura Yokohama, Kanagawa 292 Yoshida-cho, Totsuka-ku, Ichitoshi, Japan Hitachi, Ltd., Manufacturing Technology Laboratory (72) Inventor Hirohiro Koizumi 5--20-1, Josuihoncho, Kodaira-shi, Tokyo In-house Hitachi, Ltd. Semiconductor Group (72) Inventor Koike Hidemi 882 Ma, Hitachinaka-shi, Ibaraki Pref.Hitachi, Ltd.

Claims (28)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】絶縁物を有する試料に対して荷電粒子ビー
ムを走査照射することによって試料から発生する荷電粒
子を検出して荷電粒子信号を得る検出過程と、 上記試料に対して励起光をパルス的に照射することによ
って絶縁物中の電子を励起して導通化して電荷を逃がす
導通化過程とを有することを特徴とする荷電粒子検出方
法。
1. A detection step of detecting a charged particle generated from a sample by scanning and irradiating a charged particle beam onto a sample having an insulator to obtain a charged particle signal, and pulsing excitation light to the sample. A process for exciting electrons in an insulator by electrically irradiating the electrons to make them conductive to release electric charges.
【請求項2】絶縁物を有する試料に対して荷電粒子ビー
ムを走査照射することによって試料から発生する荷電粒
子を検出して荷電粒子信号を得る検出過程と、 上記試料に対して励起光をパルス的に照射することによ
って絶縁物中の電子を励起して導通化して電荷を逃がす
導通化過程とを有し、 上記検出過程における荷電粒子を検出しながら、上記導
通化過程における励起光をパルス的に照射することを特
徴とする荷電粒子検出方法。
2. A detection step of detecting charged particles generated from a sample by scanning and irradiating a charged particle beam to a sample having an insulator to obtain a charged particle signal, and pulsing excitation light to the sample. A step of exciting electrons in the insulator by conducting irradiation to make the electrons conductive to release electric charges, and detecting the charged particles in the detection process while pulsating the excitation light in the conduction process. A method for detecting charged particles, comprising irradiating a charged particle.
【請求項3】絶縁物を有する試料に対して荷電粒子ビー
ムを走査照射することによって試料から発生する荷電粒
子を検出して荷電粒子信号を得る検出過程と、 上記試料に対して励起光をパルス的に照射することによ
って絶縁物中の電子を励起して導通化して電荷を逃がす
導通化過程とを有し、 上記検出過程における荷電粒子ビームの走査に同期させ
て上記導通化過程における励起光をパルス的に照射する
ことを特徴とする荷電粒子検出方法。
3. A detection step of scanning and irradiating a charged particle beam onto a sample having an insulator to detect charged particles generated from the sample to obtain a charged particle signal, and pulsing the sample with excitation light. A step of exciting electrons in the insulator by conducting irradiation to make the electrons conductive and release charges, and synchronizing the scanning of the charged particle beam in the detection process with the excitation light in the conductive process. A charged particle detection method characterized by irradiating in a pulsed manner.
【請求項4】絶縁物を有する試料に対して荷電粒子ビー
ムを走査照射することによって試料から発生する荷電粒
子を検出して荷電粒子信号を得る検出過程と、 上記試料に対して励起光を、該励起光の強度を時間的に
変化させて照射することによって絶縁物中の電子を励起
して導通化して電荷を逃がす導通化過程とを有し、 上記検出過程における荷電粒子の検出を、上記導通化過
程における励起光の強度の時間的変化に同期させて行う
ことを特徴とする荷電粒子検出方法。
4. A detection step of scanning and irradiating a charged particle beam on a sample having an insulator to detect charged particles generated from the sample to obtain a charged particle signal; A step of exciting the electrons in the insulator by conducting the irradiation by changing the intensity of the excitation light with time, and conducting the conduction to release the electric charge, and detecting the charged particles in the detection step. A method for detecting charged particles, wherein the method is performed in synchronization with a temporal change in the intensity of excitation light in a conduction process.
【請求項5】絶縁物を有する試料に対して荷電粒子ビー
ムを走査照射することによって試料から発生する荷電粒
子を検出して荷電粒子信号を得る検出過程と、 上記試料に対して励起光を、該励起光の強度を時間的に
変化させて照射することによって絶縁物中の電子を励起
して導通化して電荷を逃がす導通化過程とを有し、 上記検出過程における荷電粒子ビームの照射を、上記導
通化過程における励起光の強度の時間的変化に同期させ
て行うことを特徴とする荷電粒子検出方法。
5. A detection step of scanning and irradiating a charged particle beam on a sample having an insulator to detect charged particles generated from the sample to obtain a charged particle signal; A step of exciting the electrons in the insulator by irradiating by changing the intensity of the excitation light with time to conduct and release the electric charge, and irradiating the charged particle beam in the detection step. A charged particle detection method, wherein the method is performed in synchronization with a temporal change in the intensity of the excitation light in the conduction process.
【請求項6】絶縁物を有する試料に対して荷電粒子ビー
ムを走査照射することによって試料から発生する荷電粒
子を検出して荷電粒子信号を得る検出過程と、 上記試料に対して励起光を照射することによって絶縁物
中の電子を励起して導通化して電荷を逃がす導通化過程
とを有し、 上記検出過程における荷電粒子の検出期間と上記導通化
過程における励起光の照射期間とを別な期間とすること
を特徴とする荷電粒子検出方法。
6. A detecting step of scanning and irradiating a charged particle beam on a sample having an insulator to detect charged particles generated from the sample to obtain a charged particle signal, and irradiating the sample with excitation light. A step of exciting the electrons in the insulator to conduct and excite the electrons to release the electric charge. A charged particle detection method, characterized in that the period is a period.
【請求項7】絶縁物を有する試料に対して荷電粒子ビー
ムを走査照射することによって試料から発生する荷電粒
子を検出して荷電粒子信号を得る検出過程と、 上記試料に対して励起光を照射することによって絶縁物
中の電子を励起して導通化して電荷を逃がす導通化過程
とを有し、 上記検出過程における荷電粒子ビームの照射期間と上記
導通化過程における励起光の照射期間とを別な期間とす
ることを特徴とする荷電粒子検出方法。
7. A detection step of scanning and irradiating a charged particle beam on a sample having an insulator to detect charged particles generated from the sample to obtain a charged particle signal, and irradiating the sample with excitation light. A conduction process of exciting electrons in the insulator to conduct and release electric charge by separating the charged particle beam irradiation period in the detection process and the excitation light irradiation period in the conduction process. A charged particle detection method, characterized in that the period is set to a short period.
【請求項8】絶縁物を有する試料に対して荷電粒子ビー
ムを走査照射することによって試料から発生する荷電粒
子を検出して荷電粒子信号を得る検出過程と、 上記試料に対して励起光を照射することによって絶縁物
中の電子を励起して導通化して電荷を逃がす導通化過程
とを有し、 該導通化過程における励起光のドーズ量を、試料上の帯
電量または帯電量によって生じる荷電粒子像のずれ量に
応じて調整することを特徴とする荷電粒子検出方法。
8. A detecting step of scanning and irradiating a charged particle beam on a sample having an insulator to detect charged particles generated from the sample to obtain a charged particle signal, and irradiating the sample with excitation light. A process of exciting electrons in the insulator to make it conductive so as to release electric charges. A charged particle detection method, wherein the method is adjusted according to the amount of image shift.
【請求項9】請求項1〜8の何れかに記載の荷電粒子検
出方法において、導通化過程における励起光の波長が1
50nm以下であることを特徴とする荷電粒子検出方
法。
9. The charged particle detection method according to claim 1, wherein the wavelength of the excitation light in the conduction process is one.
A charged particle detection method characterized by having a diameter of 50 nm or less.
【請求項10】請求項1〜8の何れかに記載の荷電粒子
検出方法において、更に上記検出過程から得られる荷電
粒子信号に基いて観察、検査、加工、分析の少なくとも
何れか一つの処理を行う処理過程を有することを特徴と
する荷電粒子ビームによる処理方法。
10. The charged particle detection method according to claim 1, wherein at least one of observation, inspection, processing, and analysis is performed based on a charged particle signal obtained from the detection process. A processing method using a charged particle beam, comprising a processing step to be performed.
【請求項11】請求項1〜8の何れかに記載の荷電粒子
検出方法において、更に、上記検出過程から得られる荷
電粒子信号に基いて設定される試料上の所望な領域に荷
電粒子ビームを照射して加工を施す加工過程を有するこ
とを特徴とする荷電粒子ビームによる加工方法。
11. The charged particle detection method according to claim 1, further comprising the step of: applying a charged particle beam to a desired region on a sample set based on a charged particle signal obtained from the detection process. A processing method using a charged particle beam, comprising a processing step of performing processing by irradiation.
【請求項12】絶縁物を有する試料を載置するステージ
と、 上記試料に対して荷電粒子ビームを走査照射する荷電粒
子ビーム照射光学系と、 該荷電粒子ビーム照射光学系により荷電粒子ビームを走
査照射することによって試料から発生する荷電粒子を検
出して荷電粒子信号を得る荷電粒子検出器と、 上記試料に対して絶縁物中の電子を励起して導通化する
ための励起光をパルス的に照射する励起光照射光学系と
を備えたことを特徴とする荷電粒子検出装置。
12. A stage on which a sample having an insulator is placed, a charged particle beam irradiation optical system that scans and irradiates the sample with a charged particle beam, and a charged particle beam is scanned by the charged particle beam irradiation optical system. A charged particle detector that detects charged particles generated from the sample by irradiation and obtains a charged particle signal, and a pulsed excitation light for exciting the electrons in the insulator to make the sample conductive with the sample. A charged particle detection device comprising: an excitation light irradiation optical system for irradiation.
【請求項13】絶縁物を有する試料を載置するステージ
と、 上記試料に対して荷電粒子ビームを走査照射する荷電粒
子ビーム照射光学系と、 該荷電粒子ビーム照射光学系により荷電粒子ビームを走
査照射することによって試料から発生する荷電粒子を検
出して荷電粒子信号を得る荷電粒子検出器と、 上記試料に対して絶縁物中の電子を励起して導通化する
ための励起光をパルス的に照射する励起光照射光学系
と、 上記荷電粒子検出器によって荷電粒子を検出しながら、
上記励起光照射光学系による励起光をパルス的に照射す
る制御手段とを備えたことを特徴とする荷電粒子検出装
置。
13. A stage on which a sample having an insulator is placed, a charged particle beam irradiation optical system for scanning and irradiating the sample with a charged particle beam, and a charged particle beam scanning by the charged particle beam irradiation optical system. A charged particle detector that detects charged particles generated from the sample by irradiation and obtains a charged particle signal, and a pulsed excitation light for exciting the electrons in the insulator to make the sample conductive with the sample. Excitation light irradiation optical system to irradiate, while detecting charged particles by the charged particle detector,
Control means for irradiating the excitation light by the excitation light irradiation optical system in a pulsed manner.
【請求項14】絶縁物を有する試料を載置するステージ
と、 上記試料に対して荷電粒子ビームを走査照射する荷電粒
子ビーム照射光学系と、 該荷電粒子ビーム照射光学系により荷電粒子ビームを走
査照射することによって試料から発生する荷電粒子を検
出して荷電粒子信号を得る荷電粒子検出器と、 上記試料に対して絶縁物中の電子を励起して導通化する
ための励起光をパルス的に照射する励起光照射光学系
と、 上記荷電粒子ビーム照射光学系による荷電粒子ビームの
走査に同期させて上記励起光照射光学系による励起光を
パルス的に照射する制御手段とを備えたことを特徴とす
る荷電粒子検出装置。
14. A stage on which a sample having an insulator is placed, a charged particle beam irradiation optical system for scanning and irradiating the sample with a charged particle beam, and a charged particle beam is scanned by the charged particle beam irradiation optical system. A charged particle detector that detects charged particles generated from the sample by irradiation and obtains a charged particle signal, and a pulsed excitation light for exciting the electrons in the insulator to make the sample conductive with the sample. An excitation light irradiating optical system for irradiating, and control means for irradiating excitation light by the excitation light irradiating optical system in a pulsed manner in synchronization with scanning of the charged particle beam by the charged particle beam irradiating optical system. Charged particle detection device.
【請求項15】絶縁物を有する試料を載置するステージ
と、 上記試料に対して荷電粒子ビームを走査照射する荷電粒
子ビーム照射光学系と、 該荷電粒子ビーム照射光学系により荷電粒子ビームを走
査照射することによって試料から発生する荷電粒子を検
出して荷電粒子信号を得る荷電粒子検出器と、 上記試料に対して絶縁物中の電子を励起して導通化する
ための励起光を、該励起光の強度を時間的に変化させて
照射する励起光照射光学系と、 上記荷電粒子検出器による荷電粒子の検出を、上記励起
光照射光学系による励起光の強度の時間的変化に同期さ
せて行う制御手段とを備えたことを特徴とする荷電粒子
検出装置。
15. A stage on which a sample having an insulator is placed, a charged particle beam irradiation optical system for scanning and irradiating the sample with a charged particle beam, and a charged particle beam is scanned by the charged particle beam irradiation optical system. A charged particle detector for detecting charged particles generated from the sample by irradiating the sample to obtain a charged particle signal; and exciting light for exciting electrons in an insulator to make the sample conductive with the sample. An excitation light irradiating optical system that changes the intensity of light over time to irradiate, and detection of charged particles by the charged particle detector is synchronized with a temporal change of the intensity of the excitation light by the excitation light irradiating optical system. And a control unit for performing the control.
【請求項16】上記制御手段は、上記励起光照射光学系
による励起光の強度が弱まった期間において上記荷電粒
子検出器による荷電粒子の検出を行うように構成したこ
とを特徴とする請求項15記載の荷電粒子検出装置。
16. The apparatus according to claim 15, wherein said control means is configured to detect charged particles by said charged particle detector during a period in which the intensity of the excitation light by said excitation light irradiation optical system is weakened. A charged particle detection device according to the above.
【請求項17】絶縁物を有する試料を載置するステージ
と、 上記試料に対して荷電粒子ビームを走査照射する荷電粒
子ビーム照射光学系と、 該荷電粒子ビーム照射光学系により荷電粒子ビームを走
査照射することによって試料から発生する荷電粒子を検
出して荷電粒子信号を得る荷電粒子検出器と、 上記試料に対して絶縁物中の電子を励起して導通化する
ための励起光を、該励起光の強度を時間的に変化させて
照射する励起光照射光学系と、 上記荷電粒子ビーム照射光学系による荷電粒子ビームの
照射を、上記励起光照射光学系による励起光の強度の時
間的変化に同期させて行う制御手段とを備えたことを特
徴とする荷電粒子検出装置。
17. A stage on which a sample having an insulator is placed, a charged particle beam irradiation optical system for scanning and irradiating the sample with a charged particle beam, and a charged particle beam is scanned by the charged particle beam irradiation optical system. A charged particle detector for detecting a charged particle generated from the sample by irradiating the sample to obtain a charged particle signal; and exciting light for exciting electrons in an insulator to make the sample conductive with the sample. An excitation light irradiating optical system for irradiating by changing the intensity of light with time; and irradiating the charged particle beam by the charged particle beam irradiating optical system to a temporal change of the intensity of the excitation light by the exciting light irradiating optical system. A charged particle detection device comprising: a control unit that performs synchronization.
【請求項18】上記制御手段は、上記励起光照射光学系
による励起光の強度が弱まった期間において上記荷電粒
子ビーム照射光学系による荷電粒子ビームの照射を行う
ように構成したことを特徴とする請求項17記載の荷電
粒子検出装置。
18. The apparatus according to claim 18, wherein said control means is configured to perform irradiation of the charged particle beam by the charged particle beam irradiation optical system during a period in which the intensity of the excitation light by the excitation light irradiation optical system is weakened. The charged particle detection device according to claim 17.
【請求項19】絶縁物を有する試料を載置するステージ
と、 上記試料に対して荷電粒子ビームを走査照射する荷電粒
子ビーム照射光学系と、 該荷電粒子ビーム照射光学系により荷電粒子ビームを走
査照射することによって試料から発生する荷電粒子を検
出して荷電粒子信号を得る荷電粒子検出器と、 上記試料に対して絶縁物中の電子を励起して導通化する
ための励起光を照射する励起光照射光学系と、 上記荷電粒子検出器による荷電粒子の検出期間と上記励
起光照射光学系による励起光の照射期間とを別な期間と
するように制御する制御手段とを備えたことを特徴とす
る荷電粒子検出装置。
19. A stage on which a sample having an insulator is placed, a charged particle beam irradiation optical system that scans and irradiates the sample with a charged particle beam, and a charged particle beam is scanned by the charged particle beam irradiation optical system. A charged particle detector that detects charged particles generated from a sample by irradiation to obtain a charged particle signal, and an excitation that irradiates the sample with excitation light for exciting electrons in an insulator to make the sample conductive. A light irradiation optical system, and a control unit that controls the detection period of the charged particles by the charged particle detector and the irradiation period of the excitation light by the excitation light irradiation optical system to be different periods. Charged particle detection device.
【請求項20】絶縁物を有する試料を載置するステージ
と、 上記試料に対して荷電粒子ビームを走査照射する荷電粒
子ビーム照射光学系と、 該荷電粒子ビーム照射光学系により荷電粒子ビームを走
査照射することによって試料から発生する荷電粒子を検
出して荷電粒子信号を得る荷電粒子検出器と、 上記試料に対して絶縁物中の電子を励起して導通化する
ための励起光を照射する励起光照射光学系と、 上記荷電粒子ビーム照射光学系による荷電粒子ビームの
照射期間と上記励起光照射光学系による励起光の照射期
間とを別な期間とするように制御する制御手段とを備え
たことを特徴とする荷電粒子検出装置。
20. A stage on which a sample having an insulator is placed, a charged particle beam irradiation optical system for scanning and irradiating the sample with a charged particle beam, and a charged particle beam scanning by the charged particle beam irradiation optical system. A charged particle detector that detects charged particles generated from a sample by irradiation to obtain a charged particle signal, and an excitation that irradiates the sample with excitation light for exciting electrons in an insulator to make the sample conductive. A light irradiation optical system, and control means for controlling the irradiation period of the charged particle beam by the charged particle beam irradiation optical system and the irradiation period of the excitation light by the excitation light irradiation optical system to be different periods. A charged particle detection device, characterized in that:
【請求項21】絶縁物を有する試料を載置するステージ
と、 上記試料に対して荷電粒子ビームを走査照射する荷電粒
子ビーム照射光学系と、 該荷電粒子ビーム照射光学系により荷電粒子ビームを走
査照射することによって試料から発生する荷電粒子を検
出して荷電粒子信号を得る荷電粒子検出器と、 上記試料に対して絶縁物中の電子を励起して導通化する
ための励起光を照射する励起光照射光学系と、 該励起光照射光学系による励起光のドーズ量を、試料上
の帯電量または帯電量によって生じる荷電粒子像のずれ
量に応じて制御する制御手段とを備えたことを特徴とす
る荷電粒子検出装置。
21. A stage on which a sample having an insulator is placed, a charged particle beam irradiation optical system for scanning and irradiating the sample with a charged particle beam, and a charged particle beam scanning by the charged particle beam irradiation optical system. A charged particle detector that detects charged particles generated from a sample by irradiation to obtain a charged particle signal, and an excitation that irradiates the sample with excitation light for exciting electrons in an insulator to make the sample conductive. A light irradiation optical system, and control means for controlling a dose of the excitation light by the excitation light irradiation optical system in accordance with a charge amount on the sample or a displacement amount of a charged particle image caused by the charge amount. Charged particle detection device.
【請求項22】絶縁物を有する試料を載置するステージ
と、 上記試料に対して荷電粒子ビームを走査照射する荷電粒
子ビーム照射光学系と、 該荷電粒子ビーム照射光学系により荷電粒子ビームを走
査照射することによって試料から発生する荷電粒子を検
出して荷電粒子信号を得る荷電粒子検出器と、 上記試料に対して絶縁物中の電子を励起して導通化する
ための励起光を上記荷電粒子ビームの照射とほぼ同軸方
向から照射する励起光照射光学系とを備えたことを特徴
とする荷電粒子検出装置。
22. A stage on which a sample having an insulator is placed, a charged particle beam irradiation optical system for scanning and irradiating the sample with a charged particle beam, and a charged particle beam scanning by the charged particle beam irradiation optical system. A charged particle detector for detecting a charged particle generated from the sample by irradiating the sample to obtain a charged particle signal; A charged particle detection device comprising: an excitation light irradiation optical system that irradiates a beam from a substantially coaxial direction with a beam irradiation.
【請求項23】上記励起光照射光学系において出射され
る励起光の波長を150nm以下で構成したことを特徴
とする請求項12〜22の何れかに記載の荷電粒子検出
装置。
23. The charged particle detection device according to claim 12, wherein a wavelength of the excitation light emitted from the excitation light irradiation optical system is 150 nm or less.
【請求項24】上記励起光照射手段の励起光光源をエキ
シマランプで構成したことを特徴とする請求項12〜2
3の何れかに記載の荷電粒子検出装置。
24. An excitation light source of said excitation light irradiation means is constituted by an excimer lamp.
3. The charged particle detection device according to any one of 3.
【請求項25】上記励起光照射手段は、励起光を試料上
の所望の領域に対して複数方向から照射するように構成
したことを特徴とする請求項12〜24の何れかに記載
の荷電粒子検出装置。
25. The charging apparatus according to claim 12, wherein said excitation light irradiating means is configured to irradiate a desired area on the sample with the excitation light from a plurality of directions. Particle detector.
【請求項26】上記励起光照射手段は、励起光を試料上
に対して走査して照射するように構成したことを特徴と
する請求項12〜25の何れかに記載の荷電粒子検出装
置。
26. The charged particle detection apparatus according to claim 12, wherein said excitation light irradiating means is configured to scan and irradiate the sample with excitation light.
【請求項27】請求項12〜26の何れかに記載の荷電
粒子検出装置に、更に、上記荷電粒子検出器から得られ
る荷電粒子信号に基いて観察、検査、加工、分析の少な
くとも何れか一つの処理を行う処理手段を備えたことを
特徴とする荷電粒子ビームによる処理装置。
27. The charged particle detection device according to claim 12, further comprising at least one of observation, inspection, processing, and analysis based on a charged particle signal obtained from the charged particle detector. A processing apparatus using a charged particle beam, comprising: a processing unit that performs two processes.
【請求項28】請求項12〜26の何れかに記載の荷電
粒子検出装置に、更に、上記荷電粒子検出器から得られ
る荷電粒子信号に基いて上記荷電粒子ビーム照射光学系
を制御することによって荷電粒子ビームを試料上の所望
の領域に照射して加工を施す制御手段を備えたことを特
徴とする荷電粒子ビームによる加工装置。
28. The charged particle detector according to claim 12, further comprising controlling the charged particle beam irradiation optical system based on a charged particle signal obtained from the charged particle detector. A processing apparatus using a charged particle beam, comprising: a control unit for irradiating a charged particle beam onto a desired region on a sample to perform processing.
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