JP2017535021A - 検査サイトの準備 - Google Patents

Abstract

本開示の実施形態は、イメージ獲得又は検査の直前にサンプル上にフラッド電子を向ける電子源装置を有する電子ビームイメージング／検査装置に関する。この装置は、第１のモードでサンプルを帯電するように構成された第１の装置を備えており、この第１の装置は、帯電粒子のフラッドビームをサンプルの第１のエリアに提供するように構成された電子源を含む。この装置はまた、電子の主ビームを生成し、第２のモードで主ビームと第１のエリア内のサンプルの第２のエリアとの間の相互作用を特徴付けるように構成された第２の装置を備えている。

Description

本開示の局面は、一般的にはイメージング及び検査システムに関しており、より具体的には、イメージング及び検査システムにおけるサンプル上の電荷制御並びにイメージの質の最適化のための装置及び方法に関する。

本出願は、2014年10月10日付けで出願された「検査サイトの準備」という名称の共通に譲渡され同時に係属している米国予備特許出願第62/062,642号の優先権の恩恵を主張しており、その出願の開示全体が参照によってここに援用される。

米国特許第8,748,845号、8,541,060号、8,329,138号、8,110,814号、7,928,384号、8,013,311号、7,335,879号、6,633,174号、6,569,654号、及び6,433,561号は、全て本開示に関係している。これらの特許の全てが、それらの全体に渡って参照によってここに援用される。

電子ビームイメージングは、イメージのコントラストを適切に表すために、サンプルエリア上に均等な電荷分布を必要とする。イメージングシステムへのサンプルの移送の際に持ち込まれる初期電荷を、サンプルエリアにエネルギー性の電子をフラッドする（flood；浴びせる）ことによって中和するために、フラッド銃が使用される。そのようなフラッド処理はまた、イメージングの間に検査ビームからサンプル上に蓄積される電荷も均一化する。いくつかのアプリケーション、例えば走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）による半導体ウエハのイメージングでは、フラッド銃はスワース（swath）イメージの獲得の間のみ使用される。フレームイメージングは、フラッド処理及び検査の両方を行うために、電子銃を使用する。

フラッド銃は、電子ビームイメージングシステムにて使用される電子銃に、非常に類似している。主な相違は、小さなエリア（例えば数平方マイクロメートル又はそれ以下）に集中されるフォーカスされたビームを発する代わりに、フラッド銃は、電子の幅広いビームをより大きなエリア、例えば約１平方センチメートルの範囲上にスプレーする（spray；降らせる）。フラッド銃からの電子は、サンプル表面に垂直に近づいて、サンプルエリアをフラッドする。典型的なフラッド銃のハードウエアは高電流フィラメントを含み、これは金属の先端を熱して、引き出し器電極に向かう電子の放出を生じさせる。引き出し器は、ウエハに向かって発せられる電子数を制御し、且つビームをオン又はオフする（消す）ために使用されることができる。ウエハ表面に接近して置かれたウェーネルト電極が電界を生成し、ウエハ上に留まる電子数を制御する。検査の間、ウエハは、電源によって制御された電位にフロートしている。

フラッド処理（flooding）及びスワーシング（swathing）は、典型的にはよく引き続いて行われるが、同時に行われ得る。フラッド処理及びスワーシングは一般的に、サンプルの異なるエリア上に行われる。スワーシングでは、主ビームを一方向（例えばＸ方向）にラスタしながらサンプルを直交する方向（例えばＹ方向）に並進することによって、サンプルがイメージングされる。例として、ウエハ検査の間、ステージはサンプルを、サンプルのあるエリアが検査前にフラッドされるように動かす。フラッド処理は典型的には、スワースの全期間の間はオン又はオフのいずれかである。フラッド処理はスワースよりも著しく広いエリアをカバーするので、フラッド処理は、例えば少なくともスワース1回おきに、オフされ得る。フラッド銃の寿命を延ばすために、フラッド銃は必要とされないときには、例えば適切な電圧を引き出し器に印加することによって、消され得る。

米国特許出願公開第２００５／０２０５８００号 米国特許第６５６６８８５号

本開示の局面が生じるのはこの文脈の中においてである。必要とされるものは、サンプルを検査ビームから取り除くことを必要とせずに、あるいはその他の方法で検査ビームの操作が中断されることを必要とせずに、高電流密度の電子ドーズでのサンプル上の電荷制御を容易にする方法又は装置である。

本開示の局面によれば、電子ビームイメージング／検査装置が、イメージ獲得又は検査の直前にサンプル上にフラッド電子を向ける電子源装置を有する。この装置は、第１のモードにおいて、サンプルのある部分を電荷でフラッドするように構成された第１の装置を備える。この第１の装置は、帯電粒子のフラッドビームをサンプルの第１のエリアに提供するように構成された電子源を含む。この装置はまた、第２のモードにおいて、電子の主ビームを生成して、この主ビームと第１のエリア内のサンプルの第２のエリアとの間の相互作用を特徴付けるように構成された第２の装置も備える。この装置は、第１のモードから第２のモードへ、１秒未満で切り替わる様に構成されている。

いくつかの形態では、第１の装置はフラッド銃である。

いくつかの形態では、第２の装置は、走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）、測長式走査型電子顕微鏡（ＣＤ−ＳＥＭ）、ｅビーム検査、ｅビームレビュー、又はｅビームリソグラフィシステムである。

いくつかの形態では、第１の装置のための電子源は、放射開始源、マイクロチャネルプレート、及び引き出し器を含み、放射開始源は、マイクロチャネルによる帯電粒子の生成を開始するように構成されており、引き出し器は、帯電粒子を引き出してフラッドビームを形成するように構成されている。

いくつかの形態では、第１の装置はさらに、第１の装置をオフするように構成された消去電極を備える。

いくつかの形態では、フラッドビームの少なくとも一部は主ビームと同軸である。

いくつかの形態では、第１の装置は、フラッドビームを主ビームと同軸に提供するように構成されている。

本開示の他の局面は、第１のモードとして、サンプルの第１のエリアを電子源を含む第１の装置によって帯電粒子のフラッドビームで帯電させるステップと、第２のモードとして、第１のエリア内のサンプルの第２のエリアを第２の装置によって電子の主ビームでイメージングするステップと、第１のモードから第２のモードへ１秒未満で、より好ましくは0.1秒未満で、さらに好ましくは0.01秒未満で、且つよりさらに好ましくは1ミリ秒未満で、切り替えるステップと、を備える方法を提供する。高速時定数放電メカニズムによる電荷の消散を最小化するために、フラッド処理とイメージングとの間を迅速に切り替えることが望ましい。

本開示の他の局面は、放射開始源と、放射開始源がマイクロチャネルプレートにより帯電粒子の生成を開始するように構成されているマイクロチャネルプレートと、帯電粒子を引き出して帯電粒子のビームを形成するように構成された引き出し器と、を備える装置を提供する。

本開示の局面の目的及び効果は、以下の詳細な記述を読み且つ添付の図面を参照することによって、明らかになるであろう。

本開示のある局面に従った電子ビームイメージング装置の模式図である。 本開示のある局面に従った電子ビームイメージング装置のフラッド銃部分の模式図である。 本開示のある局面に従った電子ビームイメージング装置のフラッド銃部分の模式図である。 本開示のある局面に従った電子ビームイメージング装置のフラッド銃部分の模式図である。 本開示のある局面に従った電子ビームイメージング装置の模式図である。 本開示のある局面に従った電子ビームイメージング装置のフラッド銃部分の模式図である。 本開示のある局面に従った電子ビームイメージング装置のフラッド銃部分の模式図である。 本開示のある局面に従った電子ビームイメージング装置のフラッド銃部分の模式図である。 本開示のある局面に従って、エネルギーフィルタとトリガ回路を有する二次検出器とを使用してフラッド処理を終了させるフラッド銃の閉ループ動作の一例を描いた模式図である。 本開示のある局面に従って、エネルギーフィルタとゲート付き積分器を有する二次検出器とを使用して、フラッド処理の間に電圧変化率を測定するフラッド銃の閉ループ動作の一例を描いた模式図である。 図１０Ａに描かれた装置とともに使用され得るゲート付き積分器の一例を描いた模式図である。

以下の詳細な記述は描写目的のために多くの特定の詳細を含むが、当業者は誰でも、以下の詳細に対する多くの変化及び変更が本開示の範囲内であることを理解するであろう。したがって、以下に記述される本発明の例示的な実施形態は、特許請求されている発明に対する一般性を失うことなく且つそれに制約を課すことなく、提示されている。

イントロダクション
従来の走査型電子顕微鏡では、電子ビームがサンプル（例えば半導体ウエハ）上を走査される。典型的には、複数のラスタ走査が、サンプルの小さいエリア上で実行される。電子ビームは、サンプルと相互作用して二次電子の放出を生じさせるか、あるいは、後方散乱電子としてサンプルから弾かれるか、のいずれかである。二次電子及び／又は後方散乱電子はそれから、コンピュータシステムに結合された検出器によって検出される。コンピュータシステムはイメージを生成し、これはコンピュータシステムに記憶され且つ／又は表示される。

典型的には、満足のいくイメージを提供するために、ある量の電荷が必要とされる。この電荷の量は、サンプルの形状におけるコントラストをもたらす手助けとなる。実質的に絶縁性の材料（例えば半導体あるいは半導体の酸化物又は窒化物）でできたサンプルでは、小さなエリア上で１回又はそれ以上の走査を実行することで、サンプルに対して、サンプルの残りに比べて過剰な正又は負の電荷をイメージエリア内に蓄積させる。過剰な正の電荷は二次電子に対する顕著な電位障壁を形成し得て、検出器に到達する二次電子が減少する結果になり得る。これより、イメージエリアは暗く見えやすい。一方、過剰な負の電荷は二次電子の収集を増やし得て、イメージを飽和させる。

したがって、先の観察又は処理操作から残存している過剰な電荷は歪みを起こし得る。ＳＥＭ装置で使用されている一つの解決策は、真空チャンバ内にイメージングコラムに接近してフラッド銃を設けて、検査とは別の時点でフラッド銃からの帯電粒子でサンプルをフラッドすることである。これより、フラッド処理は、サンプルに現れている電荷を均一化して、これにより電圧コントラストイメージを強調する。

具体的には、フラッド銃は、電子源として一つ又はそれ以上のタングステンフィラメントを使用する熱イオン電子銃であり得る。熱イオン電子銃では、電子は加熱されたフィラメントから発せられて、それからアノードに向かって加速される。熱イオン電子銃は100μＡまでの全電子電流を送達することができる。放出を得る他の方法は、放出を制限する「仕事関数（エネルギー障壁）」を減らすことである。より低い仕事関数を有する材料は、より低い温度で放出する（例えば六ホウ化ランタン(LaB₆)）。残念ながらLaB₆エミッタは、絶縁体である三酸化ボロンを作り出し、これらがチャンバ内の望まれない場所に堆積する傾向にあるために、あるアプリケーションでは使用されることができない。

今日使用されている電子源の他のよくあるタイプは、電界放出源である。このタイプの源は、一つ又はそれ以上のエミッタにおける強い電界に依存して、熱イオン源よりもはるかに低い温度で放出を作りだす。典型的な電界放出源は、引き出し器に近接して配置された一つ又はそれ以上の導電性の鋭点を有する。鋭点と引き出し器との間の電圧が、点の小さい直径のために、点の近傍で大きな電界を作り出す。この大きな電界の結果として、電子が伝導帯から真空中に量子力学的にトンネリングすることができて、それによって電子放出を作り出す。

よくあるＳＥＭ動作において、イメージングビームへのサンプルの露出の結果として、帯電しているコンタクト層が形成されると、ステージはサンプルをＳＥＭの下から動かし、それをフラッド銃の下の別個の位置に持っていく。フラッド銃は数分間、例えば20分間までサンプルを照射する。ウエハをフラッドした後に、ステージはＳＥＭに動いて、イメージングを開始する。

このフラッド処理手順に対する一つの短所は、フラッド処理、サンプルのＳＥＭへ及びＳＥＭからの移動に関わる時間の長さ、及びイメージ獲得時間の長さである。具体的には、サンプル全体を含むステージがフラッド銃のエリアに動かされなければならない。フラッド処理を達成するために、ＳＥＭによる検査を停止して、フラッド銃のエリアへのサンプルの移動を許容しなければならない。このことは、サンプルの移動及びフラッド処理が完了するために20分又はそれ以上が掛かり得るので、検査のために必要とされる全体時間を劇的に増加させる。これは、検査プロセスに対するスループットにおいて、等しく劇的な減少を引き起こす。典型的には、サンプルの全検査はサンプル上で何百本もの走査線を必要とし、数本の走査線が完了したのみで、電荷の消散が完了され得る。それゆえ、サンプルが検査されるために必要とされる全時間は、電荷消散（又はプリチャージ）及び検査に対する別個の複数のインターバルの合計である。加えて、イメージングが長い時間に渡って実行されると、その動作の終了時に得られたイメージは、始めのものよりも視覚的に劣化し得る。

したがって、必要とされるものは、サンプルを検査ビームから取り除くことを必要とせずに、あるいはその他の方法で検査ビームの操作が中断されることを必要とせずに、高電流密度の電子ドーズでのサンプル上の電荷制御を容易にする方法又は装置である。本開示の局面は、イメージング装置において、フラッド電子を検査／イメージングビームの主軸に沿って向ける電子源装置（例えばフラッド銃）を有する電子ビームイメージング装置（例えばＳＥＭ）を含む。本開示の局面は、イメージ獲得の直前に、サンプルをその場で帯電させることを可能にする。

装置
本開示の実施形態は、帯電粒子をサンプルに向け、それからサンプルから発せられた粒子を検出する任意の適切な測定／検査装置の中で、具現化され得る。図１は、本開示のある局面にしたがった装置の模式図を示す。例としてであって制約としてではなく、この装置１００は、単ビーム又は多ビームの欠陥レビュー走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）、単ビーム又は多ビームの欠陥検査ＳＥＭ、あるいは単ビーム又は多ビームの測長式走査型電子顕微鏡（ＣＤ−ＳＥＭ）であり得る。他の例では、この装置１００は、単ビーム又は多ビームのＥビームリソグラフィシステムであり得る。

装置１００は、図１に示されるように、イメージング／検査装置と、そのイメージング／検査装置に一体化されたフラッド銃とを含む。イメージング／検査装置は主コラム１０２を含む。このコラム１０２は、主（イメージング／検査）ビーム１０６に対する電子源である電子銃１０４を含み得る。集光レンズ１０８はビーム１０６を、よりタイトな断面積で且つより高い密度に集める。ビーム１０６は、ビームが所望のエリアを走査するように、走査コイル又は走査プレート１１０を使用して、制御可能に偏向される。対物レンズ１１２は、ビームをステージ１１５上に搭載され得るサンプル１１４上にフォーカスし、ステージはサンプルを保持、並進、及び／又は回転するように構成され得る。

例としてであって制約としてではなく、サンプル１１４は、ウエハ、レチクル、又は薄膜ヘッド基板であり得る。加えて検出器１１６が、サンプルから発せられた二次電子（及び／又は後方散乱電子）を、更なる処理及び分析のために検出及び収集するように配置されている。オプションとして、エネルギーフィルタ（図示せず）が、フラッド処理の間に検出器１１６を保護するために含まれ得る。一つの実施形態では、エネルギーフィルタは、負にバイアスされた静電グリッドを使用して検出器の正面に適用され得る。他の実施形態では、エネルギーフィルタは、オメガフィルタを使用して検出器の正面に適用され得る。他の実施形態では、エネルギーフィルタは、静電又は磁気偏向器を使用して検出器の正面に適用され得る。さらに他の実施形態では、ビーム１０６の電子の到達エネルギーを制御するために、電圧がサンプル１１４に印加され得る。加えて、フラッド銃２００がコラム１０２に組み込まれて、図１に示されるようにフラッドビームを主ビーム１０６と同軸に提供するように構成される。

主電子銃１０４、集光レンズ１０８、走査コイル１１０、対物レンズ１１２、ステージ１１５、検出器１１６、及びフラッド銃２００は、コントローラ１２０に操作可能に結合され得て、コントローラは、ハードウエア又はソフトウエアの指示に応答して電圧及び／又は電流をこれらの構成要素に提供するように構成された電源を含み得る。コントローラ１２０は、専用コンピュータか、あるいは、コンピュータメモリ又はその他の非一時的コンピュータ読み取り可能媒体に記憶され得るコード指示１２２の実行により専用コンピュータとして動作するように構成された汎用コンピュータを含み得る。

本開示の局面によれば、装置１００は、発明的な方法に従ってサンプル検査の間に電荷制御を実現するために使用され得る。この方法によれば、サンプルの第１の領域内のサンプル１１４の第１のエリアが、主コラム１０２からの電子の主ビーム１０６でイメージングされ得る。サンプルの第１のエリアはそれから、フラッド銃２００からの帯電粒子のビームで帯電され得る。第１のエリア内のサンプルの第２のエリアがそれから、主コラム１０２からの電子の主ビームでイメージングされ得る。装置１００の構成は、第１のエリアのイメージングの終了から第２のエリアのイメージングの開始までの時間を１秒未満にすることを可能にする。

方法
本発明の局面は、フラッド処理及びスワーシングがサンプルの異なるエリアで同時に生じる具現化を含む。スワーシングでは、ある方向（例えばＸ方向）に主ビーム１０６をラスタし且つ直交する方向（例えばＹ方向）にサンプル１１４を並進することによって、サンプルがイメージングされ、スワースイメージはサンプルの幅方向に取られる。例として、ウエハ検査の間に、ステージ１１５はサンプル１１４を動かし得て、フラッド銃２００は、スワースされているサンプルのエリアが主ビームで検査される前にフラッドされるように、フラッドビームを提供し得る。フラッド銃の寿命を長くするために、フラッド銃は、引き出し器に適切な電圧を印加することによって、必要とされないときに消され得る。

代替的な具現化
本開示の局面は、図１の装置１００を伴う具現化に限定されない。そのような装置に対するいくつかの代替的な構成が可能である。図２は、図１の装置に組み込まれ得るフラッド銃の模式図である。具体的には、フラッド銃２００は、フラッド電子２１２を作り出す電子源２１０を含む。例としてであって限定するものではないが、電子源２１０は、熱イオン源（例えば、タングステン、酸化バリウム、六ホウ化ランタン、又はその他のディスペンサ電極）、電界放出源（例えば、ショットキーエミッタ、従来の冷陰極又はカーボンナノチューブアレイ）、又はフォトン放出源（例えば、マイクロチャネルプレート及びヌードダイノードチェーン）であり得る。他の例では、電子の主ビームは、ビーム１０６のフォーカスをずらした後に、電子源２１０として使用され得る。電子源２１０が、例えば高速電圧源の使用によってスイッチオン又はオフするように構成され得ることに留意されたい。電界放出形の源に対しては、源２１０をスイッチオン及びオフする他の方法は、源（例えばＣＮＴアレイ）を放出近くまでバイアスし、それから、例えばレーザ、ＬＥＤ、ＵＶ、ＤＵＶ、ＶＵＶ、又は他の光源からのフォトンで光励起電子放出することを含む。加えて、電圧源２９０ａに結合されたレンズ２２０はフラッド電子２１２をフォーカスし、主ビーム１０６の下流の光学系のためにスポットサイズを設定する。フラッド銃２００はまた、電圧源２９０ｂに結合された消去メッシュ２３０を含み、必要とされるときにフラッド銃２００を無効にする。例えば、電子源２１０に対してある電圧値（例えば−１０ボルト）が消去メッシュ２３０に印加され得て、それによってフラッドビームがサンプルに達することを禁止する。図２に示されるように、主ビームは、主ビーム１０６が通過することができる狭い（例えば直径１０〜３０マイクロメータ）ビーム規定開口ＢＤＡを有する金属チューブ２７０によって、フラッドの高電圧からシールドされ得る。電圧源２９０ｃに結合されたシールドメッシュ２８０がまたフラッド銃に含まれ得て、主ビーム１０６をフラッドの高電圧から保護する。

本開示の上記の実施形態に従った装置は、フラッドエリア内の任意の位置からのイメージデータを獲得する直前に、大面積で高密度の電子フラッドをサンプル上に提供し得る。具体的には、サンプル１１４はステージ（図示せず）上に配置されて、主ビーム１０６及びフラッドビーム２１２がサンプル上を動くことを可能にする。他の実施形態では、２つのビームは静止したままで、ステージがサンプルをそれらの下方で動かす。装置は、動作をフラッドモードで始め得る。このモードでは、フラッド銃２００の電子源２１０は、帯電粒子のフラッドビーム（すなわちフラッド電子）を作り出す。フラッドビームは、ステージが停止している間に、フラッドエリアの表面をある電位レベルまで帯電する。帯電粒子のフラッドビームの到達エネルギーが任意の値に設定され得ることに留意されたい。いくつかの具現化では、到達エネルギーは電荷のキャンセルのために低く設定され得る。

フラッド銃２００からの電子の到達エネルギーを制御するために、電圧がサンプル１１４に印加され得る。フラッド電子の到達エネルギーは、任意の適切な範囲に渡って可変し得る。例えば、いくつかの具現化では、到達エネルギーは、主ビーム１０６のものと同じに設定され得る。あるいは、フラッドビームの到達エネルギーは、主ビームのものと実質的に異なり得る。例えば、いくつかの具現化では、到達エネルギーは、電圧コントラスト（ＶＣ）マッピングのために、サンプル上のある特徴、例えば埋まった特徴を帯電するために、非常に高く設定され得る。これは、フラッド銃２００による帯電後にサンプル１１４の電界コントラストをマッピングすることによって、埋まった特徴のより容易なイメージングを可能にする。ある具現化では、フラッド銃２００は、電子源を約１μｓ〜約１ｍｓまでパルスすることによって、サンプル上の１ｍｍ^２〜100ｍｍ^２のフラッドエリアに数μＡ〜数ｍＡの全電子電流を送達し得る。フラッド時間の期間は、堆積された所望の表面電荷密度、ならびにフラッドビームがどれだけ高速にスイッチオン・オフされるかによって決定され得る。堆積された電荷量は、フラッド処理の間に形成された表面電位によって決定され得る。それゆえ、サンプルのある部分の表面電荷値を得るための任意の適切なメカニズムが、利用され得る。例としてであって制約するものではないが、静電電圧計又はケルビンプローブが使用され得る。

フラッド処理後に、装置はイメージングモードに切り替えられ、フラッドエリアの任意の場所でイメージ獲得が直ちに始まる。本開示の局面によると、イメージ獲得の終了からフラッドモードが開始及び完了して引き続くイメージモードの開始にまた切り替わるまで、１秒未満で済むことができる。これは、より好ましくは0.1秒未満、さらにより好ましくは0.01秒未満、もっとさらにより好ましくは１ミリ秒未満で、実行されることができる。この切り替え時間は、部分的には、好ましくは約１μｓ〜１ｍｓ掛かるフラッド時間に依存し、部分的には、フラッドからイメージングモードへの切替に引き続くイメージングシステムの休止時間に依存する。動作のいくつかのモードでは、フラッド処理は、イメージ獲得操作の間のステージ１１５によるサンプル１１４の動きと同時に生じ得る。ステージの動きは200ミリ秒未満掛かり得て、フラッド銃２００は、例えば動きの最後の数ミリ秒の間に、駆動され得る。

イメージ獲得はフラッド処理より長く、例えば約0.2秒〜約１秒掛かり得る。イメージングモードでの動作の間、イメージング／検査装置からの主ビームはフラッドエリア内のイメージングエリアに当たり、イメージエリアからの二次電子の放出又は後方散乱電子の発生を生じさせる。二次電子（及び／又は後方散乱電子）はそれから、更なる処理及び分析のために検出器１１６によって検出される。主ビームは、イメージ獲得のために、フラッドエリア内の他のイメージエリアに動き得る。ひとたびフラッドエリア内のイメージ獲得が実行されると、ステージは次の対象位置に動く。装置はそれからフラッドモードに切り替わり、動作が再び始まり得る。

図３及び図４は、本開示のある局面に従った、電子源としてマイクロチャネルプレートを使用するフラッド銃の模式図である。簡単化のために、図３及び図４で同一の参照番号が構成部品を識別するために使われており、これらは図２の構成部品と同一である。同様又は同一の構成要素の記述は繰り返されない。

フラッド銃３００の電子源は、放射開始源３１２、マイクロチャネルプレート（ＭＣＰ）３１４、及び引き出し器グリッド（図示せず）を含む。放射開始源は、電子の放出、例えば光放出を開始する放射をＭＣＰ３１４に供給することによりＭＣＰプレートによって帯電粒子の生成を開始するように、構成されている。放射開始源３１２は、ＭＣＰの光陰極に対する適切な波長の光源を含み得る。例としてであって制約するものではないが、放射開始源３１２は、紫外発光ダイオード（ＬＥＤ）又はレーザを含む。放射とＭＣＰとの間の相互作用からの二次電子は、それから引き出し器グリッドによって引き出される。集光電極（図示せず）が含まれ得て、引き出し器グリッドによって引き出された帯電粒子をフォーカスし、それによって帯電粒子のフラッドビームを形成する。ＭＣＰ３１４は迅速にオン及びオフされることができて、放射開始源をスイッチオン及びオフする。あるいはこれは、放射開始源３１２がオンしている間に高速電圧源３１５ａ〜ｃによって達成され得る。フラッド電流がＭＣＰゲインで調節可能であることに留意されたい。いくつかの実施形態では、追加のゲインのためにＭＣＰのスタックがある。図４は、主ビームに対するビーム規定開口（ＢＤＡ）の位置を除いて、図３と同様である。図３において、ＢＤＡはＭＣＰ３１４とサンプルとの間に設けられている。図４において、ＭＣＰ３１４がＢＤＡとサンプルとの間に設けられている。図４では、フラッド電子を加速するためにフラッド銃に印加された高電圧は、フラッド銃が動作していないときにシャットダウンされ得る。そうすることで、シールドメッシュが主ビームをシールドする必要性が避けられる。

本開示の局面は、図１におけるようにフラッドビーム源が主ビーム源と同軸である具現化に限定されない。多くの他の可能な構成が本開示の局面の範囲内にある。例えば図５は、本開示のある局面に従った装置の模式図である。図５の装置は、フラッド銃の位置を除いて、図１の装置と同様である。図１のフラッド銃２００は主ビーム１０６の軸に沿って設けられているが、フラッド銃６００は主ビームの軸から外れて設けられている。フラッド銃６００は、図６に示されるような従来のフラッド銃６００ａ、図７に示されるようにＭＣＰ源を有するフラッド銃６００ｂ、又は図８に示されるようにナノチューブアレイエミッタを有するフラッド銃６００ｃであり得る。図１の装置１００のように、主電子銃１０４、集光レンズ１０８、走査コイル１１０、対物レンズ１１２、ステージ１１５、検出器１１６、フラッド銃６００、及び偏向器６５０は、コントローラ１２０に操作可能に結合され得る。コントローラは、専用コンピュータか、あるいは、コンピュータメモリ又はその他の非一時的コンピュータ読み取り可能媒体に記憶され得るコード指示１２２の実行により専用コンピュータとして動作するように構成された汎用コンピュータを含み得る。

本開示の具現化は、フラッドビーム源が主ビームと同軸ではないがフラッドビームと主ビームとが少なくとも部分的に同軸である具現化を含む。例えば、図６は、軸ずれした従来のフラッド銃６００ａからのビームがサンプル近傍で主軸と同軸になるように偏向され得る具現化を描いている。そのような具現化は、図５の装置５００に含まれ得る。この具現化では、主ビームは、接地構造６８０と接地メッシュ６８１とを含む接地装置によってフラッド高電圧からシールドされる。加えて、偏向器６５０が装置５００に含まれて、主ビーム１０６の軸に向かってフラッドビーム６１２を操作する。一つの実施形態では、偏向器６５０は従来の静電偏向器であり得る。他の実施形態では、偏向器６５０はウィーンフィルタであり得る。具体的には、ウィーンフィルタはＥ×Ｂ場を提供する（例えば、電界及び磁界がお互いに且つ主ビームの経路に直交しており、逆向きの力を主ビームに作用させる）。磁力の大きさは磁界の強さ及び主ビーム内の粒子の速さに依存するが、電気力の大きさは電界の強さのみに依存する。ウィーンフィルタは通常は、主イメージビーム１０６は真っ直ぐに通過するが、逆方向に進む二次電子はウィーンフィルタによって検出器１１６に偏向されることを可能にするように校正される。軸上のフラッドビーム６１２を高速にスイッチするために、ウィーンフィルタの電界は、フィールドプレートに印加された電圧の極性を切り替えることによって、逆転されることができる。このことにより、フラッドビーム６１２が光軸上に操作される。フラッドビーム６１２とサンプルとの間の相互作用の結果として生じる二次電子は、検出器に向かって偏向されない。

図７は、図５の装置５００に含まれ得る代替的なフラッド銃６００ｂを描いている。フラッド銃６００ｂの電子源は、放射開始源６０２、マイクロチャネルプレート（ＭＣＰ）６０４、及び引き出し器グリッド（図示せず）を含む。放射開始源は、ＭＣＰプレートによって帯電粒子の生成を開始するように構成される。放射開始源６０２は、ＭＣＰの光電極に対して適切な波長の光源であり得る。例としてであって制約するものではないが、放射開始源６０２は紫外発光ダイオード（ＬＥＤ）又はレーザを含む。放射とＭＣＰとの間の相互作用からの二次電子は、それから引き出し器グリッドによって引き出される。軸上メッシュレンズ６０６が含まれ得て、引き出し器グリッドによって引き出された帯電粒子をフォーカスして、それによって帯電粒子のフラッドビームを形成する。ＭＣＰ６０４は、例えば高速電圧源によって迅速にオン及びオフされるように構成されている。消去電極／メッシュ６０８が、フラッド銃を無効にするためにＭＣＰ６０４とレンズ６０６との間に設けられ得る。

図８は図５の装置５００に含まれ得る他の代替的なフラッド銃６００ｃを描いている。フラッド銃６００ｃの電子源はナノチューブアレイエミッタ６０５を含み、引き出し器グリッド６０８がエミッタ６０５と軸上メッシュレンズ６０６との間に設けられ得る。ナノチューブアレイエミッタは、ナノチューブのアレイに電圧が印加されると、電界放出によって電子を生成する。ナノチューブの小さい直径（例えば数ナノメートルのオーダ又はそれ以下）のために、電圧が印加されると、ナノチューブの先端に高電界が存在する。電界放出によってナノチューブから発せられた電子は、引き出し器グリッドによって引き出される。メッシュレンズ６０６に印加された電圧は、引き出し器グリッド６０８によって引き出された帯電粒子がフォーカスし、それによってフラッドビームを形成するように、構成され得る。引き出し器グリッド６０８は消去電極／メッシュ６０８として動作し得て、フラッド銃６００ｃからの電流を無効にする。さらに、フラッド電子を加速するためにフラッド銃６００ｃに印加された高電圧は、フラッド銃が動作していないときにはシャットダウンされ得る。そうすることによって、主ビームをシールドする必要性が避けられる。引き出し器グリッド６０８とエミッタ６０５との間の電圧を提供する電源は、迅速に、例えば１Ｈｚより速く、より好ましくは１０Ｈｚより速く、さらにより好ましくは１００Ｈｚより速く、そしてさらに好ましくは1000Ｈｚよりも速く、オン及びオフされるように構成された高スイッチング速度電圧源であり得る。

本開示のある局面によれば、フラッド銃を有する電子ビームイメージングシステムは、その場閉ループフラッドモードで動作してフラッド処理を終結し得る。具体的には、図９に関して描かれているように、システムは、フラッド銃９００、フラッド銃コントローラ９０５、フラッド検出器エネルギーフィルタ９１０、フラッド検出器９１５、ならびにフラッド検出器９１５及びフラッド銃コントローラ９０５に接続されたトリガ回路９２０を有し得る。

フラッド銃９００は、ここで記述された任意のタイプのフラッド銃又は従来のフラッド銃であり得る。フラッド銃９００は、フラッドビーム９０１の一部が、サンプル１１４の近傍で主ビーム経路の一部に渡って帯電粒子イメージングシステム（例えば走査型電子顕微鏡）のための主ビーム１０６と同軸であるように構成され得る。検出器（図示せず）、例えばウィーンフィルタ又は静電偏向器プレートは、フラッドビーム９０１を、サンプル１１４の近傍で主ビーム１０６と同軸配置になるように操作する。フラッド検出器は、フラッドビーム９０１によるサンプル１１４からの二次電子９０３及び後方散乱電子を検出するように構成される。イメージングシステムは、イメージングの間に、サンプルから発せられた二次電子を検出するために、別個の検出器（図示せず）を含み得る。

フラッド検出器エネルギーフィルタ９１０は、サンプル１１４とフラッド検出器９１５との間に置かれた単一のグリッドであり得る。電源９１２からの電圧がグリッドに印加され、グリッド電圧に依存するあるエネルギーより低い全エネルギーを有する電子を排斥する。グリッドは小さい開口を有し得て、イメージング動作の間に、妨害されることなくエネルギーフィルタ９１０を通過するクリアな経路を主ビーム１０６に許可する。

描かれているシステムは、以下のように動作し得る。主ビーム１０６は、フラッド処理に先立ってスイッチオフされる。フラッド検出器エネルギーフィルタ９１０は、サンプルウエハバイアスＷＢ（もし存在すれば）に印加されたバイアス電圧に加えられた所望の表面電荷電圧に対応する電圧に設定される。例えば、所望の表面電荷電圧が＋20Ｖであれば、ＷＢ＋20Ｖの電圧がエネルギーフィルタ９１０に印加される。コントローラ９０５はフラッド銃９００をトリガし得て、その場フラッドパルスを開始する。フラッドパルスが始まると、フラッドビーム９０１はサンプルを帯電させ、帯電の結果としてサンプル電圧が変化し始める。サンプル電圧は増加又は加工することができるが、例示目的として、サンプル電圧が上昇する場合を考える。サンプル電圧が増加すると、二次電子及び後方散乱電子は、累進的に低い全エネルギーでサンプル１１４を離れる。

表面電荷電圧が所望の値（例えばこの例では＋20Ｖ）に達すると、フラッド検出器９１５における二次電子信号が、エネルギーフィルタ９１０によってカットオフされ始める。エネルギーフィルタ９１０は、十分に精密である限りは、特に正確である必要はない。トリガ回路９２０は、フラッド検出器からの信号におけるドロップを検出し、フラッド銃コントローラ９０５をトリガしてフラッドパルスを終了させる。

フラッドビーム電流が十分に大きければ、フラッド処理の間のサンプルからの二次電子及び後方散乱電子の大きさは、100マイクロアンペア（μＡ）よりも大きいことがある。たとえフラッド検出器が二次電子及び後方散乱電子の一部のみを収集する場合でも、これは依然として、フラッド検出信号が小さなゲインを有する適切な信号対雑音比（ＳＮＲ）を有するのに十分である。

その場閉ループモードにおける動作は、非常に高速のフラッド処理を可能にする。フラッド処理が十分に高速に、例えば１μｓよりもはるかに短く行われることができると、主ビームがイメージの次の線走査を始める前に、Ｘ方向での主ビームによるイメージング走査のある線の終わりで、主ビーム（又は、ビームがオフされていたら、ビーム操作電圧／電流）がサンプルのイメージングされた部分を横切って戻るときに、サンプルのフラッド処理を開始及び終了することが可能であり得る。

本開示のある局面によれば、フラッド銃を有する電子ビームイメージングシステムは、代替的なその場閉ループで動作し得て、フラッド処理の間に、エネルギーフィルタ９１０に印加された電圧を測定する。サンプルがフラッド処理されている間にエネルギーフィルタ電圧の値を読むことによって、表面電位値と表面電圧の変化率とを追跡することができる。これは、大きな面欠陥、例えば過剰な漏れがあるコンタクトアレイを識別するために、使用されることができる。図１０Ａは、図９の装置と同様な装置を描いている。しかし、フラッド検出器９１５及びフラッド銃コントローラ９０５に接続されたトリガ回路の代わりに、ゲート付き積分器９３０が、フラッド検出器とエネルギーフィルタ電源９１２との間に結合されている。ゲート付き積分器９３０は、規定の待ち時間（トリガ遅れ）の後に特定の時間期間（ゲート幅）に渡ってフラッド検出器からの信号入力（例えば電流）を積分し、それから、複数の積分結果（サンプル）に渡って平均を求める。

動作において、エネルギーフィルタ９１０は、サンプルの表面電圧に関していくらかの電圧、例えば−５Ｖまでバイアスされる。これがエネルギーフィルタに、初期エネルギーが５eV未満の全ての二次電子（ＳＥ）を「カットオフ」又は排除させる。この例では、５eVのエネルギーよりも大きい電子のみが検出器９１５に到達できる。結果として、ゲート付き積分器９３０への検出器電流は５eV又はそれ以上の電子に対応する値である。ゲート付き積分器は、検出器電流の期待される値に設定されたＤＣ電流を減算する合計ジャンクションを含む。合計ジャンクションの出力は積分器に供給される。検出器電流が参照電流に等しいと、電圧は積分されない。検出器電流が参照電流と異なっていると、電圧は加算又は減算される。積分器の出力はエネルギーフィルタの電圧に加えられる。例えば、フラッドビーム９０１がサンプル１１４を正に帯電すると検出器電流は減少し始めて、参照電流との不一致を生じさせ、積分器９３０は、サンプル１１４の表面電位に追従するように電源９１２からのエネルギーフィルタ電圧を調節するデジタル出力を生成する。この信号は、表面電位を追跡するためにシステムコントローラ（図示せず）によって読まれ得る。

例として且つ制約としてではなく、図１０Ｂは、図１０Ａの装置にて使用され得るゲート付き積分器９３０’の可能な構成を描いている。積分器９３２’は第１、第２、第３、及び第４のカスケード増幅器９３２Ａ、９３２Ｂ、９３２Ｃ、９３２Ｄ、及びキャパシタバンク９３４を含む。検出器９１５からの電流信号は第１の増幅器９３２Ａの入力に結合されることができる。第１の増幅器９３２Ａの出力と第２の増幅器９３２Ｂの入力との間に結合された第１のデジタル・アナログ（Ｄ／Ａ）変換器９３５は、期待される平均検出器電流を零にするように設定される。第２の増幅器９３２Ｂの出力と第３の増幅器の入力との間のゲートスイッチ９３６は、フラッドビーム９０１が無いとき、例えばサンプル１１４のフライバックの間に、積分器をゲートするために使用され得る。キャパシタバンク９３４は、第３の増幅器９３２Ｃの入力と出力との間に並列に結合された複数の異なるスイッチ付きキャパシタを含む。キャパシタバンク９３４の各キャパシタは、対応するスイッチを有する。スイッチを選択的に開閉することによって、キャパシタの特定の組み合わせが、異なる走査率に対する積分時定数を設定するために使用されることができる。スイッチを選択的に開閉することはまた、積分器をリセットするためにも使用され得る。

キャパシタバンク９３４と第４の増幅器９３２Ｄの入力との間のカットアウトスイッチ９３６’は、積分器をカットアウトするために使用され得る。第２のＤ／Ａ変換器９３７が第４の増幅器９３２Ｄの入力に結合され、エネルギーフィルタ９１０のカットオフ電圧への入力を設定する。第４の増幅器９３２Ｄの出力はアナログ・デジタル（Ａ／Ｄ）変換器９３８に結合され、これは、エネルギーフィルタ９１０に提供された電圧を調節するエネルギーフィルタ電源９１２へのデジタル信号を提供する。

エネルギーフィルタ電圧の変化率はモニタリングされ得て、面欠陥がウエハ上に存在するかどうかを決定するために、記憶された参照と比較され得る。あるいは、フラッドビームは、サンプルのあるエリアを飽和まで帯電し得て、対応するエネルギーフィルタ電圧が、面欠陥がウエハ上に存在するかどうかを決定するために、記憶された参照と比較され得る。

本発明の局面は、サンプルの帯電粒子ビーム検査とともに、サンプル上のその場電荷制御を容易にする。サンプルに対して高電流密度の電子ドーズを供給することによって、サンプルを検査ビームから取り外す必要無しに又は他の方法で検査ビームの動作を長時間に渡って中断する必要無しに、電荷が制御され得る。これらの利点は、製造環境において、サンプル、例えば半導体ウエハのより大きなスループットを可能にする。

上記は本発明の好適な実施形態の完了した記載であるが、様々な変更、改変、及び等価物の使用が可能である。それゆえ本発明の範囲は、上記の記述を参照してではなく、その代わりに、添付の特許請求項をそれらの等価物の全範囲と共に参照することによって決定されるべきである。任意の好適な又はそうでない特徴が、任意の好適な又はそうでない他の特徴と組み合わせられ得る。以下の特許請求項において、不定冠詞「Ａ」又は「Ａｎ」は、そうではないと表現的に言及されていない限り、その冠詞の後に続く項目の一つ又はそれ以上の量を指している。添付の特許請求項は、機能性手段（means-plus-function）の制約としては、そのような制約が「のための手段」という表現を使用して所与の請求項で明示的に規定されていない限り、解釈されるものではない。

Claims (43)

1. 第１のモードでサンプルを帯電するように構成された第１の装置であって、前記第１の装置が、帯電粒子のフラッドビームを前記サンプルの第１のエリアに提供するように構成された電子源を含む、第１の装置と、
   第２のモードで電子の主ビームを生成し且つ前記主ビームと前記第１のエリア内の前記サンプルの第２のエリアとの間の相互作用を特徴付けるように構成された第２の装置と、
   を備え、
   前記装置が前記第１のモードから前記第２のモードへ１秒未満で切り替わるように構成されている、装置。
2. 前記装置が前記第１のモードから前記第２のモードへ0.1秒未満で切り替わるように構成されている、請求項１に記載の装置。
3. 前記装置が前記第１のモードから前記第２のモードへ0.01秒未満で切り替わるように構成されている、請求項１に記載の装置。
4. 前記装置が前記第１のモードから前記第２のモードへ１ミリ秒未満で切り替わるように構成されている、請求項１に記載の装置。
5. 前記装置が前記第１のモードから前記第２のモードへ１マイクロ秒未満で切り替わるように構成されている、請求項１に記載の装置。
6. 前記装置が、前記主ビームによる前記サンプルの一部の走査の一つの線の終了時に前記主ビームが戻る際に、前記サンプルを前記主ビームでフラッドするように構成されている、請求項１に記載の装置。
7. 前記第１の装置がフラッド銃である、請求項１に記載の装置。
8. 前記第２の装置が、走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）、測長式走査型電子顕微鏡（ＣＤ−ＳＥＭ）、又はｅビーム検査システム、ｅビームレビューシステム、又はｅビームリソグラフィシステムである、請求項１に記載の装置。
9. 前記電子源が熱イオン源、電界放出源、又はフォトン放出源である、請求項１に記載の装置。
10. 前記電子源は、放射開始源、マイクロチャネルプレート、及び引き出し器を含み、前記放射開始源は前記マイクロチャネルによる帯電粒子の生成を開始するように構成されており、前記引き出し器は前記帯電粒子を引き出して前記フラッドビームを形成するように構成されている、請求項１に記載の装置。
11. 前記放射開始源は発光ダイオード（ＬＥＤ）又はレーザを含む、請求項１０に記載の装置。
12. 前記第２の装置のためのビーム規定開口が前記マイクロチャネルプレートと前記サンプルとの間にある、請求項１０に記載の装置。
13. 前記マイクロチャネルプレートが前記第２の装置のためのビーム規定開口と前記サンプルとの間にある、請求項１０に記載の装置。
14. 前記電子源が、放射開始源とナノチューブアレイエミッタと引き出し器とを含み、前記放射開始源が前記ナノチューブアレイエミッタによる帯電粒子の生成を開始するように構成されており、前記引き出し器が前記帯電粒子を引き出して前記フラッドビームを形成するように構成されている、請求項１に記載の装置。
15. 前記第１の装置がさらに、前記第１の装置をオフするように構成された消去電極を備える、請求項１に記載の装置。
16. 前記フラッドビームの少なくとも一部が前記主ビームと同軸である、請求項１に記載の装置。
17. 前記フラッドビームを前記主ビームと同軸になるように偏向する偏向器をさらに備える、請求項１６に記載の装置。
18. 前記偏向器がウィーンフィルタであり、前記ウィーンフィルタが、前記ウィーンフィルタの電界を切り替えることによって前記フラッドビームを前記主ビームと同軸になるように偏向するように構成されている、請求項１７に記載の装置。
19. 前記第１の装置が前記フラッドビームを前記主ビームと同軸に提供するように構成されている、請求項１に記載の装置。
20. 前記サンプルからの二次電子及び／又は後方散乱電子を検出するように構成された検出器をさらに備える、請求項１に記載の装置。
21. 選択された全エネルギー未満を有する前記サンプルからの二次電子及び／又は後方散乱電子が前記検出器に到達しないようにカットオフするように構成されたエネルギーフィルタをさらに備える、請求項２０に記載の装置。
22. 前記検出器に結合されたトリガ回路と前記第１の装置を制御するコントローラとをさらに備えており、前記トリガ回路が、前記検出器からの信号におけるドロップを検出して前記フラッドビームをオフするようにコントローラをトリガするように構成されている、請求項２１に記載の装置。
23. 前記検出器に結合されたゲート付き積分器と前記エネルギーフィルタに電圧を供給する電圧源とをさらに備えており、前記積分器が、前記検出器からの信号を、前記信号が参照信号と異なるときに積分して、前記サンプルの表面電圧が変化するときに前記エネルギーフィルタへの前記電圧を調整させる制御信号を前記電圧源に提供するように構成されている、請求項２１に記載の装置。
24. サンプルの第１の領域内の前記サンプルの第１のエリアを、第１の装置からの電子の主ビームでイメージングするステップと、
    電子源を含む第２の装置からの帯電粒子のフラッドビームで、サンプルの前記第１のエリアを帯電するステップと、
    前記第１のエリア内の前記サンプルの第２のエリアを、前記第１の装置からの前記主ビームでイメージングするステップと、
    を含み、
    前記第１のエリアのイメージングの終了と前記第２のエリアのイメージングの開始との間の時間が１秒未満である、方法。
25. 前記第１のエリアのイメージングの終了と前記第２のエリアのイメージングの開始との間の時間が0.1秒未満である、請求項２４に記載の方法。
26. 前記第１のエリアのイメージングの終了と前記第２のエリアのイメージングの開始との間の時間が0.01秒未満である、請求項２４に記載の方法。
27. 前記第１のエリアのイメージングの終了と前記第２のエリアのイメージングの開始との間の時間が１ミリ秒未満である、請求項２４に記載の方法。
28. 前記第１のエリアを帯電するステップが、直径約１ｍｍのエリアを約１ｍＡのフラッド電流で約１μｓ〜１ｍｓの間だけ帯電するステップを含む、請求項２４に記載の方法。
29. 前記電子源が熱イオン源、電界放出源、又はフォトン放出源である、請求項２４に記載の方法。
30. 前記電子源は、放射開始源、マイクロチャネルプレート、及び引き出し器を含み、前記放射開始源は前記マイクロチャネルによる帯電粒子の生成を開始するように構成されており、前記引き出し器は前記帯電粒子を引き出して前記フラッドビームを形成するように構成されている、請求項２４に記載の方法。
31. 前記第１の装置が前記フラッドビームを前記主ビームと同軸に提供するように構成されている、請求項２４に記載の方法。
32. 前記第１及び第２のエリアが前記サンプルの幅に渡ったスワースの一部であり、前記帯電が、前記スワースがイメージングされているときに生じる、請求項２４に記載の方法。
33. 前記サンプルの前記第1のエリアを帯電するステップが、前記主ビームによる前記サンプルの一部の走査の一つの線の終了時に前記主ビームが戻る際に生じる、請求項２４に記載の方法。
34. 放射開始源と、
    マイクロチャネルプレートであって、前記放射開始源が前記マイクロチャネルプレートにより帯電粒子の生成を開始するように構成されている、マイクロチャネルプレートと、
    前記帯電粒子を引き出して前記帯電粒子のビームを形成するように構成された引き出し器と、
    を備える、装置。
35. 前記放射開始源がＬＥＤ又はレーザである、請求項３４に記載の装置。
36. サンプルの第１のエリアに帯電粒子のフラッドビームを提供するように構成されたフラッド銃と、
    前記サンプルからの二次電子及び／又は後方散乱電子を検出するように構成された検出器と、
    選択された全エネルギー未満を有する前記サンプルからの二次電子及び／又は後方散乱電子が前記検出器に到達しないようにカットオフするように構成されたエネルギーフィルタと、
    を備える、装置。
37. 前記検出器に結合されたトリガ回路と前記フラッド銃を制御するコントローラとをさらに備えており、前記トリガ回路が、前記検出器からの信号におけるドロップを検出してコントローラをトリガし、前記フラッドビームをオフするように構成されている、請求項３６に記載の装置。
38. 前記エネルギーフィルタが前記検出器と前記サンプルとの間に配置されたグリッドである、請求項３６に記載の装置。
39. 前記検出器に結合されたゲート付き積分器と前記エネルギーフィルタに電圧を供給する電圧源とをさらに備えており、前記積分器が、前記検出器からの信号を、前記信号が参照信号と異なるときに積分して、前記サンプルの表面電圧が変化するときに前記エネルギーフィルタへの前記電圧を調整させる制御信号を前記電圧源に提供するように構成されている、請求項３６に記載の装置。
40. サンプルの第１のエリアにフラッド銃で帯電粒子のフラッドビームを提供するステップと、
    前記サンプルからの二次電子及び／又は後方散乱電子を検出器で検出するステップと、
    選択された全エネルギー未満を有する前記サンプルからの二次電子及び／又は後方散乱電子が前記検出器に到達しないようにエネルギーフィルタでカットオフするステップと、
    前記検出器からの信号におけるドロップを検出してコントローラをトリガし前記フラッドビームをオフするトリガ回路で、前記フラッドビームをオフするステップと、
    を含む、方法。
41. サンプルの第１のエリアにフラッド銃で帯電粒子のフラッドビームを提供するステップと、
    前記サンプルからの二次電子及び／又は後方散乱電子を検出器で検出するステップと、
    選択された全エネルギー未満を有する前記サンプルからの二次電子及び／又は後方散乱電子が前記検出器に到達しないようにエネルギーフィルタでカットオフするステップと、
    前記検出器からの信号を、前記信号が参照信号と異なるときに積分して、前記サンプルの表面電圧が変化するときに前記エネルギーフィルタへの前記電圧を調整させる制御信号を前記電圧源に提供するステップと、
    を含む、方法。
42. 前記エネルギーフィルタの変化率をモニタリングするステップと、
    前記変化率を記憶された参照と比較して、面欠陥が前記サンプル上に存在するかどうかを判定するステップと、
    をさらに含む、請求項４１に記載の方法。
43. フラッドビームが前記第１のサンプルエリアを飽和まで帯電し、対応するエネルギーフィルタの電圧が参照と比較されて面欠陥が前記サンプル上に存在するかどうかを判定する、請求項４１に記載の方法。