JP7377375B2 - 荷電粒子線装置 - Google Patents

荷電粒子線装置 Download PDF

Info

Publication number
JP7377375B2
JP7377375B2 JP2022558613A JP2022558613A JP7377375B2 JP 7377375 B2 JP7377375 B2 JP 7377375B2 JP 2022558613 A JP2022558613 A JP 2022558613A JP 2022558613 A JP2022558613 A JP 2022558613A JP 7377375 B2 JP7377375 B2 JP 7377375B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
charged particle
sample
electron beam
light
particle beam
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2022558613A
Other languages
English (en)
Other versions
JPWO2022091180A1 (ja
Inventor
洋平 中村
夏規 津野
保宏 白崎
美南 庄子
将太 三次
裕子 笹氣
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 High Tech Corp
Original Assignee
Hitachi High Tech Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hitachi High Tech Corp filed Critical Hitachi High Tech Corp
Publication of JPWO2022091180A1 publication Critical patent/JPWO2022091180A1/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP7377375B2 publication Critical patent/JP7377375B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/02—Details
    • H01J37/22—Optical or photographic arrangements associated with the tube
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/26—Electron or ion microscopes; Electron or ion diffraction tubes
    • H01J37/261—Details
    • H01J37/265—Controlling the tube; circuit arrangements adapted to a particular application not otherwise provided, e.g. bright-field-dark-field illumination
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • G01R31/28—Testing of electronic circuits, e.g. by signal tracer
    • G01R31/302—Contactless testing
    • G01R31/308—Contactless testing using non-ionising electromagnetic radiation, e.g. optical radiation
    • G01R31/311—Contactless testing using non-ionising electromagnetic radiation, e.g. optical radiation of integrated circuits
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N23/00—Investigating or analysing materials by the use of wave or particle radiation, e.g. X-rays or neutrons, not covered by groups G01N3/00 – G01N17/00, G01N21/00 or G01N22/00
    • G01N23/22—Investigating or analysing materials by the use of wave or particle radiation, e.g. X-rays or neutrons, not covered by groups G01N3/00 – G01N17/00, G01N21/00 or G01N22/00 by measuring secondary emission from the material
    • G01N23/225—Investigating or analysing materials by the use of wave or particle radiation, e.g. X-rays or neutrons, not covered by groups G01N3/00 – G01N17/00, G01N21/00 or G01N22/00 by measuring secondary emission from the material using electron or ion
    • G01N23/2251—Investigating or analysing materials by the use of wave or particle radiation, e.g. X-rays or neutrons, not covered by groups G01N3/00 – G01N17/00, G01N21/00 or G01N22/00 by measuring secondary emission from the material using electron or ion using incident electron beams, e.g. scanning electron microscopy [SEM]
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R19/00—Arrangements for measuring currents or voltages or for indicating presence or sign thereof
    • G01R19/0046—Arrangements for measuring currents or voltages or for indicating presence or sign thereof characterised by a specific application or detail not covered by any other subgroup of G01R19/00
    • G01R19/0061—Measuring currents of particle-beams, currents from electron multipliers, photocurrents, ion currents; Measuring in plasmas
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R27/00—Arrangements for measuring resistance, reactance, impedance, or electric characteristics derived therefrom
    • G01R27/02—Measuring real or complex resistance, reactance, impedance, or other two-pole characteristics derived therefrom, e.g. time constant
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/02—Details
    • H01J37/22—Optical or photographic arrangements associated with the tube
    • H01J37/226—Optical arrangements for illuminating the object; optical arrangements for collecting light from the object
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/02—Details
    • H01J37/244—Detectors; Associated components or circuits therefor
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/26—Electron or ion microscopes; Electron or ion diffraction tubes
    • H01J37/28—Electron or ion microscopes; Electron or ion diffraction tubes with scanning beams
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J2237/00—Discharge tubes exposing object to beam, e.g. for analysis treatment, etching, imaging
    • H01J2237/244—Detection characterized by the detecting means
    • H01J2237/2448—Secondary particle detectors
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J2237/00—Discharge tubes exposing object to beam, e.g. for analysis treatment, etching, imaging
    • H01J2237/245—Detection characterised by the variable being measured
    • H01J2237/24564—Measurements of electric or magnetic variables, e.g. voltage, current, frequency

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Computer Vision & Pattern Recognition (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Toxicology (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Analysing Materials By The Use Of Radiation (AREA)
  • Testing Or Measuring Of Semiconductors Or The Like (AREA)

Description

本発明は、荷電粒子線装置に関する。
電子顕微鏡を用いた試料解析法の１つに、電子ビームを試料に照射することによって得られる二次電子等の検出に基づいて電位コントラスト像を形成し、電位コントラスト像の解析に基づいて、試料上に形成された素子の電気特性を評価する手法が知られている。
例えば、特許文献１には、電位コントラストから電気抵抗値を算出し、欠陥を判別する方法が開示されている。また、特許文献２には、電位コントラストから回路素子の電気特性および接続情報を含む情報を記述するネットリストを等価回路として作成することで、電気抵抗値等の欠陥の特性を正確に予測する方法が開示されている。
特許文献３には電子線をパルス化し、電子線のパルス化タイミングと同期して試料から放出される二次電子をサンプリングするタイミングを制御することで、帯電量の時間的な変化がとらえられることが開示されている。
特許文献４には、紫外光を試料に照射することにより、絶縁膜表面が導電化され、絶縁膜表面に異常な帯電が形成された場合であっても、異常帯電が緩和され、表面電位を安定化できることが開示されている。
特開２００３－１００８２３号公報 特開２００８－１３０５８２号公報 特開２０１２－２５２９１３号公報 特開２００３－１５１４８３号公報
特許文献１，２は、電位コントラストを用いて試料の抵抗値を推定する方法を開示している。一方、試料の容量特性を推定するためには、電子線照射に伴うある時点（定常状態）での帯電量ではなく、帯電量の時間的な変化（過渡応答）の情報が必要となる。このため、特許文献３に開示されるような観察方法が有効である。しかしながら、このような時間的な変化を観察する場合、試料が高抵抗であると帯電量が変化するのに要する時間が長くなるため、充分なコントラストの表れた画像を取得するのに必要な撮像時間が増大する。
ここで、特許文献４に開示されるように、紫外線等の光を試料に照射させて抵抗値を低下させることができれば、撮像時間を短縮することができる。しかしながら、光の照射により抵抗値が著しく低くなってしまうと、逆に帯電量が極短時間に変化してしまうことによって、時間変化をとらえることができなくなってしまう。
本発明はこのようなことに鑑み、その目的の一つは、容量特性を含めた試料の電気特性を高速に推定可能な荷電粒子線装置を提供することにある。
本願において開示される実施の形態のうち代表的なものの概要を簡単に説明すれば下記の通りである。
本発明の一実施の形態である荷電粒子線装置は、パルス荷電粒子線を試料に照射する荷電粒子光学系と、光を試料に照射する光学系と、パルス荷電粒子線が試料に照射されることにより放出される二次荷電粒子を検出する検出器と、所定の電子線パルス条件にてパルス荷電粒子線を試料に照射するよう荷電粒子光学系を制御し、所定の光照射条件にて光を試料に照射するよう光学系を制御する制御部と、所定の電子線パルス条件及び所定の光照射条件を設定する計算装置とを有し、計算装置は、複数の光照射条件で試料に光を照射し、第１の電子線パルス条件でパルス荷電粒子線を照射することにより検出器が検出する二次荷電粒子信号量と第１の電子線パルス条件とは異なる第２の電子線パルス条件でパルス荷電粒子線を照射することにより検出器が検出する二次荷電粒子信号量との差分に基づき、複数の光照射条件のいずれかを所定の光照射条件に設定する。
また、本発明の他の一実施の形態である荷電粒子線装置は、パルス荷電粒子線を試料に照射する荷電粒子光学系と、光を試料に照射する光学系と、パルス荷電粒子線が試料に照射されることにより放出される二次荷電粒子を検出する検出器と、所定の電子線パルス条件にてパルス荷電粒子線を試料に照射するよう荷電粒子光学系を制御し、所定の光照射条件にて光を試料に照射するよう光学系を制御する制御部と、所定の電子線パルス条件及び所定の光照射条件を設定する計算装置とを有し、計算装置は、光を試料に照射することなく第１の電子線パルス条件でパルス荷電粒子線を照射することにより検出器が検出する第１の二次荷電粒子信号量と第１の電子線パルス条件よりもパルス荷電粒子線の非照射時間であるインターバル時間の長い第２の電子線パルス条件でパルス荷電粒子線を照射することにより検出器が検出する第２の二次荷電粒子信号量との中間値を求め、試料に光を照射し、任意の電子線パルス条件でパルス荷電粒子線を照射することにより検出器が検出する二次荷電粒子信号量が中間値相当の値となる光照射条件を所定の光照射条件に設定し、所定の光照射条件を設定したときの任意の電子線パルス条件を所定の電子線パルス条件に設定する。
容量特性、抵抗特性を含む試料の電気特性を高速に推定、検査可能な荷電粒子線装置を提供する。
その他の課題と新規な特徴は、本明細書の記述および添付図面から明らかになるであろう。
荷電粒子線装置の一構成例を示す図である。 電子線及び光の照射による試料帯電の過渡応答について説明するための図である。 電子線及び光の照射による試料帯電の過渡応答について説明するための図である。 本発明の課題を説明するための図である。 実施例１における検査実行フローである。 実施例１における検査実行フローである。 明度の照射光強度に対する依存性を示す図である。 明度の照射光強度に対する依存性を示す図である。 明度のインターバル時間に対する依存性を示す図である。 ＧＵＩの一例である。 電子線スキャン時における電子線照射、光照射の時間関係の例である。 電子線スキャン時における電子線照射、光照射の時間関係の例である。 電子線スキャン時における電子線照射、光照射の時間関係の例である。 電子線スキャン時における電子線照射、光照射の時間関係の例である。 電子線スキャン時における電子線照射、光照射の時間関係の例である。 電子線スキャン時における電子線照射、光照射、サンプリングの時間関係の例である。 実施例２における検査実行フローである。 明度のインターバル時間に対する依存性を示す図である。 検査実行フローの変形例である。 電子線または光のゲート制御例である。 電子線または光のゲート制御例である。 電子線または光のゲート制御例である。 電子線または光のゲート制御例である。 試料の例（平面図）である。 試料の例（断面図）である。 試料の例（平面図）である。 試料の例（回路図）である。 試料の帯電量の測定方法を説明するための図である。 試料の帯電量の測定方法を説明するための図である。
以下の実施の形態において、要素の数等（個数、数値、量、範囲等を含む）に言及する場合、特に明示した場合または、原理的に明らかに特定の数に限定される場合などを除き、その特定の数に限定されるものではなく、特定の数以上でも以下でもよい。また、その構成要素（要素ステップ等も含む）は、特に明示した場合または、原理的に明らかに必須であると考えられる場合などを除き、必ずしも必須のものではない。同様に、構成要素などの形状、位置関係などに言及するときは、特に明示した場合または、原理的に明らかにそうでないと考えられる場合などを除き、その形状等に近似または類似するもの等を含む。このことは、上記数値や範囲等についても同様である。
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、実施の形態を説明するための全図において、同一の部材には原則として同一の符号を付し、その繰り返しの説明は省略する。
図１に、荷電粒子線装置の一構成例を示す。電子顕微鏡本体１００は、その主要な構成として、電子光学系、ステージ機構系、制御系、信号解析系、画像処理系といった一般的な電子顕微鏡を構成する要素に加え、試料上に光を照射するための光照射系を有する。
電子光学系は荷電粒子源となる電子銃１０１、ブランカ１０２、絞り１０３、偏向器１０４、対物レンズ１０５を含む。電子銃１０１から放出された電子はブランカ１０２と絞り１０３によりパルス化され、対物レンズ１０５によって試料１０６上に集束される。パルス電子線は、偏向器１０４によって試料１０６上を２次元的にスキャンされる。
ステージ機構系はＸＹＺ軸に移動可能なステージ１０７とステージ１０７上の試料台１０８を有し、試料１０６は試料台１０８上に設置される。また、図示されていないが、試料１０６に電圧を印加するためのリターディング電源が接続されていてもよい。
光照射系は光源１０９、光路遮断機１１０、光路１１１を含む。光源１０９から射出された連続光またはパルス光は光路遮断機１１０によってゲーティングされることによって、試料１０６への照射が制御される。光源１０９からの光は、光路１１１により試料１０６上に集束される。光路１１１はミラー、レンズ、スプリッタ等の一般的な光学素子や光ファイバ等を含んで構成されていてもよい。
制御装置１１２は電子光学系と接続されて、電子線の加速電圧、照射電流の制御や偏向位置の制御を行い、光照射系と接続されて、光の波長、強度の制御や集束位置の制御を行う。また、制御装置１１２は、ブランカ１０２、光路遮断機１１０、検出器１１３に接続され、電子線のパルス化タイミング、光のＯＮ／ＯＦＦタイミング及び、二次電子のサンプリングタイミングを同期させる制御を行うよう、構成されている。
計算装置１１４は、検出器１１３および制御装置１１２によって取得された二次電子信号をもとに画像の生成、欠陥の分類、電気特性の測定などを行い、入出力装置１１５へ出力する。入出力装置１１５はディスプレイ、キーボード、マウス、制御パネル状のスイッチ等で実装されるが、ネットワークを介した遠隔のＰＣ等でもよい。
また、試料が半導体ウェハである場合、荷電粒子線装置はウェハ搬送系を含んでもよい。この場合、ウェハを設置するウェハカセット１１６、ウェハを電子顕微鏡内部へ導入するウェハローダ１１７、ウェハを試料室１１９へ導入する前にウェハを設置する準備室１１８などが設けられる。
図２Ａ～Ｂを用いて電子線及び光の照射による試料帯電の過渡応答について説明する。電子顕微鏡が試料上に一定の加速電圧を与えて電子線を照射すると、試料から二次電子が放出される。放出された二次電子を検出器によって検出し、電子線のスキャンと同期させることで二次電子像が形成される。ここで、試料に入射する電子線の電流、加速電圧、試料表面の材質、凹凸構造、あるいは表面の帯電等によって、試料から放出される二次電子の量は変化する。加速電圧によっては、試料から放出される二次電子の量が入射電子数より多い正帯電の状態や、逆に放出される二次電子の量が入射電子数より少ない負帯電の状態が発生する。以下の説明では、電子線の照射により正帯電が生じる状態の例で説明するが、負帯電が生じる状態であっても試料の表面電位の変化が異なるだけで、同様である。
図２Ａは、試料１０６の一例の断面図である。ウェハ基板２０１上に絶縁膜２０２が形成され、その上に浮遊導体２０３が形成されている。絶縁膜２０２はたとえばＳｉＯ２やＳｉ３Ｎ４などである。このとき、浮遊導体２０３とウェハ基板２０１との間には、図に示すような等価抵抗Ｒ、等価容量Ｃが存在している。
図２Ａの試料にパルス電子線を照射したときの浮遊導体２０３の表面電位の変化を図２Ｂに示す。入射電子線が正帯電を生じさせる場合、パルス電子線の照射期間は試料の表面電位が増加する一方、パルス電子線の非照射期間は前述の等価抵抗Ｒと等価容量Ｃとの積から決定される時定数に従って、ウェハ基板へ電流が流れることによって、試料の表面電位は低下する。また、試料の表面電位が増加すると試料直上の電界が変化し電位障壁が発生することにより、一旦試料から放出された二次電子のうち、エネルギーの低い二次電子が再び試料に戻される。したがって、表面電位が高い程、検出器で検出される二次電子の量は低下し、表面電位が低い程、検出器で検出される二次電子の量は増大する。このような表面電位の変化によって画像に発生するコントラストを電位コントラストと呼ぶ。電位コントラストによって間接的に試料の帯電の変化をとらえることが可能である。
図２Ｂには、表面電位変化の時定数が短い場合と表面電位変化の時定数が長い場合における、パルス化された電子線を試料に照射した場合に検出される二次電子信号量を示している。このように、両者で同じ二次電子信号量を得ようとすれば、表面電位変化の時定数が長い場合のパルス非照射時間（インターバル時間）Ｔ２は、表面電位変化の時定数が短い場合のパルス非照射時間Ｔ１よりも長くしなければならない。このため、例えば電子線電流、二次電子電流の時間ばらつきや検出器のノイズ等により、一定以上の二次電子信号量の変化が求められる場合、表面電位変化の時定数の長い試料に対しては長いインターバル時間を用いて検査を行う必要が発生する。長いインターバル時間は時間当たりの検査数（検査スループット）を低下させる。
そこで、パルス電子線の照射点に対して、絶縁膜の吸収端より短い波長の光（絶縁膜のバンドギャップを超えるエネルギーを有する光）を照射することにより、絶縁膜を導電化する。絶縁膜を導電化することで、図２Ａに示す等価抵抗Ｒが低下することになり、その結果、等価抵抗Ｒと等価容量Ｃとの積で決まる時定数は短くなる。このように、所定の波長の光を試料に照射してパルス電子線を照射することにより、短いインターバル時間でも大きな二次電子信号量を得ることが可能になる。
図３は等価容量Ｃを固定とし、インターバル時間によって二次電子信号量が変化する様子について等価抵抗Ｒをパラメタとしてプロットしたものである。等価抵抗Ｒが100 ＧΩの場合、パルスインターバル時間を増加しても二次電子信号量の変化はほとんどみられないが、抵抗値が10 ＧΩ、1 ＧΩの場合はパルスインターバル時間に応じた二次電子信号量の変化が広い範囲でみられる。しかし、0.1 ＧΩまで抵抗値が低くなると再びインターバル時間に応じた変化が見られなくなる。これは、電位変化の時定数が短くなりすぎて、帯電がただちに定常状態へ収束してしまったためである。このように変化時定数が大きすぎても小さすぎても、適切な二次電子信号量の変化を得ることができない。したがって、精度やスループットの問題が生じないよう、適切な時定数が得られる光と電子線の照射条件を設定する必要がある。
図４Ａ～Ｂに実施例１における光・電子線の照射条件を設定し、検査を実行するフローを示す。計算装置１１４が本フローを実行する。試料がロードされ、加速電圧、照射電流などの電子線光学条件を設定した後、条件設定用の試料座標の位置へ移動する（Ｓ４０１）。なお、条件設定用座標は、当該座標における試料の構造が検査対象座標における構造と同じ構造を有していれば、任意に定めてよい。次に電子線パルス条件をある条件（電子線パルス条件Ａとする）に設定する。一例として、ここでは電子線パルス条件Ａをインターバル時間Ｔａ［秒］とする。次に光の照射条件を指定範囲内のいずれかに設定する。一例として、ここでは光の照射条件を照射光強度とし、照射光強度はＰ１，Ｐ２，…Ｐｋ、…Ｐｎ［Ｗ］（ｎは自然数、ｋは１～ｎのいずれか）のｎ通りの指定が可能であるとする。この場合、照射光強度をＰｋ［Ｗ］に設定し（Ｓ４０３）、試料に光と電子線とを照射し、二次電子信号Ｓ（Ｔａ，Ｐｋ）を取得する（Ｓ４０４）。ここで二次電子信号量としては、検査対象の構造をスキャンして平均値をとってもよいし、ある一点から取得された値でもよい。ステップＳ４０３、Ｓ４０４を全ての光照射条件Ｐ１～Ｐｎに対して実行し、終了後（Ｓ４０５）、異なる電子線パルス条件Ｂを設定する。ここでは電子線パルス条件Ｂをインターバル時間Ｔｂ［秒］とする（Ｓ４０６）。電子線パルス条件Ａの場合と同様に全ての光照射条件Ｐ１～Ｐｎに対して二次電子信号Ｓ（Ｔｂ，Ｐｋ）を取得する（Ｓ４０７～Ｓ４０９）。
次に電子線パルス条件Ａと電子線パルス条件Ｂにて取得された二次電子信号量の差分Ｓｄ（Ｐｋ）をそれぞれ同じ光照射条件に対して計算する。即ちＳｄ（Ｐｋ）＝Ｓ（Ｔｂ，Ｐｋ）－Ｓ（Ｔａ，Ｐｋ）である。この計算結果から、Ｓｄ（Ｐｋ）の絶対値が最大となる光照射条件（Ｐｍａｘ）を光照射条件αとして設定する（Ｓ４１０）。次に電子線パルス条件を指定範囲内のいずれかに設定する。ここでは電子線パルス条件をインターバル時間とし、インターバル時間はＴ１，Ｔ２，…Ｔｌ、…Ｔｍ［秒］（ｍは自然数、ｌは１～ｍのいずれか）のｍ通りの指定が可能であるとする。この場合、インターバル時間をＴｌ［秒］に設定し（Ｓ４１１）、試料に光と電子線とを照射し、二次電子信号Ｓ（Ｔｌ，Ｐｍａｘ）を取得する（Ｓ４１２）。ステップＳ４１１、Ｓ４１２を全てのインターバル時間Ｔ１～Ｔｍに対して実行する（Ｓ４１３）。次に異なる２点のインターバル時間Ｔｌ１，Ｔｌ２に対し、差分｛Ｓ（Ｔｌ１，Ｐｍａｘ）－Ｓ（Ｔｌ２，Ｐｍａｘ）｝を計算し、差分があらかじめ決められた閾値以上であり、かつ合計（Ｔｌ１＋Ｔｌ２）が最小となるようなインターバル時間Ｔｌ１，Ｔｌ２を求め、それぞれを電子線パルス条件Ｘ，Ｙとする（Ｓ４１４）。ここでは、電子線パルス条件Ｘ，Ｙはそれぞれ、インターバル時間Ｔｘ，Ｔｙ［秒］とする。
次に検査対象座標へステージ移動し（Ｓ４１５）、光照射条件αおよび電子線パルス条件Ｘ，Ｙにて各検査座標についての二次電子信号Ｓ（Ｔｘ、Ｐｍａｘ）、Ｓ（Ｔｙ、Ｐｍａｘ）を取得する（Ｓ４１６）。ここで、荷電粒子線装置は、シミュレーションまたは事前に同様の試料によって取得した二次電子信号Ｓと試料の抵抗値・容量値との関係についてのデータベースを保持している。データベースは例えば、所定の構造を有する試料について、等価容量Ｃごとに、図３に示したような、等価抵抗Ｒをパラメタとしたインターバル時間に対する二次電子信号量の依存性についての情報を保持している。なお、電子線パルス条件としてインターバル時間以外の条件を制御する場合には、当該条件に対する二次電子信号量の依存性についての情報を保持するデータベースを保持しておく。
このようなデータベースを参照し、Ｓ（Ｔｘ，Ｐｍａｘ）およびＳ（Ｔｙ、Ｐｍａｘ）となるような抵抗値・容量値を推定し、検査対象の仮の抵抗値、容量値とする（Ｓ４１７）。ここで「仮の抵抗値」と称するのは、ここで推定された抵抗値は、光照射条件αによる光照射の影響を受けた状態での抵抗値（光照射のない状態よりも低い抵抗値となっている）であるためである。容量値については光の影響を考える必要はない。
そこで、光照射を停止し、何らかの電子線パルス条件Ｖ（インターバル時間をＴｖとする）に設定し、二次電子信号量Ｓ（Ｔｖ）を取得する（Ｓ４１８）。ステップＳ４１７にて求めた容量値とステップＳ４１８で取得した二次電子信号量Ｓの値に基づき、データベースを参照することにより、光照射の影響のない状態での抵抗値を推定する（Ｓ４１９）。
以下、図４Ａ，Ｂに示したフローにおけるステップの詳細について説明する。図５ＡはステップＳ４０２～Ｓ４０５（電子線パルス条件Ａ）、ステップＳ４０６～Ｓ４０９（電子線パルス条件Ｂ）にて、照射光強度をＰ１～Ｐ５に変更させて試料上の円形パタンから放出される二次電子信号量を明度（brightness）として表示したものである。いずれの電子線パルス条件においても、照射光強度を増加させることにより、パタンの導電性が高まり（抵抗値が低くなり）、帯電が減少することで二次電子信号量が増加する（明度が高くなる）が、その変化には違いがある。横軸を照射光強度、縦軸を明度（二次電子信号量）としてプロットすると、図５Ｂのようになる。電子線パルス条件Ａにおける照射光強度に対する依存性５０１と電子線パルス条件Ｂにおける照射光強度に対する依存性５０２とが異なることが分かる。図５Ｂにおいて、電子線パルス条件Ｂは電子線パルス条件Ａと比較してインターバル時間を長く設定した例であり（Ｔｂ＞Ｔａ）、電子線パルス条件Ｂの方が電子線パルス条件Ａよりも試料の表面電位の低下が進行し、二次電子信号量が増加することで明度が高くなる。両者の違いは、照射光強度が中程度のとき顕著に表れる一方、照射光強度が弱い領域では抵抗値の低減が十分でなく、また照射光強度が強い領域では抵抗値の低減が過度であることにより、両者の明度差が小さくなる。そこで、これら２つの電子線パルス条件間で取得した明度差Δｂを計算し、もっとも差分が大きくなる照射光強度Ｐｍａｘ（図５Ｂの例ではＰ３）を光照射条件αとして選ぶ（Ｓ４１０）ことで、当該試料構造について電子線パルス条件の変化に対して二次電子信号量の変化率を最大とする光照射条件（感度最大化条件）を選択することができる。
図６は、ステップＳ４１１～Ｓ４１３において取得された明度（二次電子信号量）を縦軸に、インターバル時間を横軸としてプロットしたものである。すでにステップＳ４１０においてインターバル時間変化に対する明度変化を最大化する光照射条件αが選択されているので、ここではスループットを向上させることを目的として、必要最小限のインターバル時間を選択する。このため、あらかじめ設定された変化量閾値ｂｔｈに対して、ある２点の電子線パルス条件としてインターバル時間Ｔｘ，Ｔｙを選択した際、それらの条件で得られる明度（二次電子信号量）の差が変化量閾値ｂｔｈを超えており、かつ、インターバル時間の合計（Ｔｘ＋Ｔｙ）が最小となる、あるいは所定のしきい値以下となる２条件を選択する。
ステップＳ４１１～Ｓ４１４では、総当たり的に二次電子信号量（明度）を取得し、前述した条件を満たす２条件を電子線パルス条件Ｘ，Ｙとして選択する。これに限られず、例えば設定可能な最もインターバル時間の短い電子線パルス条件（電子線パルス条件Ａ）を自動的に電子線パルス条件Ｘとして設定し、電子線パルス条件Ｙを、電子線パルス条件Ｘに対し明度変化が変化量閾値ｂｔｈを超える、できるだけ短いインターバル時間として選ぶことも可能である。この場合、インターバル時間の短い順に二次電子信号量（明度）を取得していくことで、明度変化が変化量閾値ｂｔｈを超えた時点でパラメタの更新を打ち切ることが可能となるので、調整時間を短縮する効果が得られる。
このように検査対象座標ごとにして求めた抵抗値、容量値をチップまたはウェハ間で分布をとることにより、デバイスの製造ばらつきや品質を検証することが可能になる。なお、この一連のステップはウェハ上の指定した全ての検査対象座標に対して行ってもよいし、電子線パルス条件ＸまたはＹだけを使用してウェハ全体を検査し、特異的な二次電子信号量を示した検査対象座標に対してのみ、光照射条件α、電子線パルス条件Ｘ及びＹを適用して抵抗値や容量値を求めるようにしてもよい。
図７に入出力装置１１５に表示されるＧＵＩの一例を示す。ＧＵＩは電子光学条件入力部７０１、座標入力部７０２、光照射条件入力部７０３、電子線パルス条件入力部７０４、光照射条件出力部７０５、電子線パルス条件出力部７０６を含む。電子光学条件入力部７０１は電子線の加速電圧、照射電流、倍率などを設定する。座標入力部７０２は条件設定用座標や検査対象座標を設定する。光照射条件入力部７０３は光照射条件を求める際の、求めたい光照射条件（照射光強度、波長、偏向、周期など）とその設定範囲を入力する。図７では光照射条件を照射光強度とした例を示している。電子線パルス条件入力部７０４は求めたい電子線パルス条件（インターバル時間、光照射－電子線照射の遅延時間など）とその設定範囲を入力する。図７では電子線パルス条件をインターバル時間とした例を示している。光照射条件出力部７０５、電子線パルス条件出力部７０６はそれぞれ、光照射条件入力部７０３、電子線パルス条件入力部７０４の設定に従って、光、電子線を照射したときの結果を表示する。入力部７０１～７０４に対する入力は、ＧＵＩ上で直接入力してもよいし、あらかじめ保存されたテキストファイル等に保存されたデータを読み込むような形式でもよい。出力部７０５，７０６への出力は、ＧＵＩ上にグラフとして直接出力してもよいし、データとしてファイルへ出力する形式でもよい。
図８Ａ～Ｆに、電子線スキャン時の電子線照射、光照射および二次電子の検出タイミングの時間関係の例を示す。いずれの図も１ラインの電子線照射において、Ｘ座標方向へ電子線の照射点をpixel単位でシフトしている様子を示している。これをＹ座標方向に位置をずらしつつ複数回繰り返すことで２次元データを取得することができる。図８Ａは電子線も光もすべてのピクセルで照射しているものである。なお、光のスポット径を電子線がスキャンする範囲を含む大きさとすることで、光を観察視野に定点照射させればよい。図８Ｂは１ラインの電子線照射の前後に光を照射し、電子線の照射時には光を照射しない例を示している。
図８Ｃは光、電子線をそれぞれ間欠的にある間隔で照射している例を示しており、それぞれのインターバル時間Ｉ、位相（遅延）関係Ｄ、照射時間幅（デューティ）Ｗおよび、二次電子のサンプリングタイミング（図示せず）などがパラメタとなる。この場合、電子線の照射が間欠的である（パルス化されている）ため、電子線の非照射期間に該当する画像ピクセルで取得される二次電子信号量はゼロもしくはノイズ値程度となるが、後続するフレームの開始ピクセル（例えばフレーム２）を先行するフレーム（例えばフレーム１）の開始ピクセルに対してずらしてデータを取得することを繰り返すことによって、全ピクセルに対する二次電子信号量を取得することが可能である。
図８Ｄは電子線のみ間欠照射されており、光は連続照射されている例を示している。また、図８Ｅでは、電子線は間欠照射されているのは図８Ｄと同じであるが、光は図８Ｂと同様に１ラインの照射前後のみ光を照射する例を示している。図８Ｆでは、電子線は連続照射、光は間欠照射され、光照射のタイミングに対して、二次電子信号を取得するサンプリングの時間オフセットをパラメタとしている例である。これにより、光パルスの作用に対する過渡応答のどの時間を取り込むかを指定することができる。このように、電子線パルス化条件には検出タイミングの条件を含んでもよい。同様に、図８Ｃ～Ｅについても、電子線の照射タイミングや光の照射タイミングに対するサンプリングタイミングを電子線パルス条件、光照射条件の一種として調整パラメタに指定してもよい。
図１では、電子線や光の照射をブランカ１０２や光路遮断機１１０によるゲート制御によってパルス化しなくても、電子源や光源自体がピコ秒やフェムト秒でパルス発振している場合がある。図１２Ａ～Ｄはこのような例を示している。図１２Ａ～Ｂは電子源や光源が連続である状態でゲート制御をしたときの試料へ照射される電子線または光の様子を示している。一方、図１２Ｃ～Ｄは電子源や光源がパルス発振している場合にブランカ１０２や光路遮断機１１０によってゲート制御した様子を示しており、ゲート制御されることにより、バースト状の電子線または光が試料に照射される。図８Ｃ～Ｆにおけるパルス波形の１区切りは図１２Ｄに示される微小時間のパルスが連なったバースト波形の一区切りであってもよいし、図１２Ｂに示される１つの連続するパルス波形であってもよい。
また、電子線パルス条件および光照射条件を切り替えた際に、試料の帯電状態をリセットする処理を加えてもよい。例えば、図１１のようにある光照射条件と電子線パルス条件のセットによりウェハの検査を行った（Ｓ１１０１～Ｓ１１０３、Ｓ１１０６～Ｓ１１０７）後、次の光照射条件と電子線パルス条件をセットする前に、ウェハを試料室１１９から搬出するステップを設ける（Ｓ１１０４，Ｓ１１０８）ことにより、帯電をリセットしてもよい。
また、検査領域内に複数の異なる種類の検査対象構造がある場合、それぞれの検査対象構造に対して、電子線・光の照射条件を求めてもよい。図１３Ａ，Ｂはゲート電極１３０１と接合電極１３０２を有する試料の例を示すものであり、図１３Ａは上面図、図１３Ｂは断面図である。ゲート電極１３０１はゲート１３０３に接続され、ゲート１３０３の下には絶縁膜１３０４が形成され、Ｐ型シリコン基板１３０６の上に配置されている。接合電極１３０２はシリコン基板１３０６内にＮ型のドープを行うことで形成された拡散層１３０５に接続されている。シリコン基板１３０６と拡散層１３０５との界面にはＰＮ接合が形成されている。
この２種類の電極は構造が異なっているため、それぞれ帯電したときに除電を行うのに必要な光の波長やエネルギーは異なる。このため、接合電極１３０２を検査するときはゲート電極１３０１の絶縁膜１３０４に影響を与えない程度に長い波長を選択し、ゲート電極１３０１を検査するときは短い波長を選択してもよい。一方、このように複数の異なる種類の検査対象構造がある場合でも、全体の二次電子信号量の平均値または特定の箇所の二次電子信号量を利用して電子線および光の照射条件を設定し、同じ条件で構造の異なる検査対象構造を検査してもよい。
また、図４のステップＳ４１４において照射条件が定まった後、ステップＳ４１５で検査対象座標へステージ移動をする際、あるいはステップＳ４０１の条件設定を開始する前に、特定の位置に電子線や光を照射するステップを有してもよい。図１４Ａ，Ｂは試料がメモリアレイの例であり、図１４Ａは上面図、図１４Ｂは回路図である。試料は、ゲート電極１４０１およびドレイン電極１４０２、ドレイン電極領域１４０３を備えている。図１４Ｂに示すように、図１４Ａ中の各行において、ゲート電極１４０１はドレイン電極１４０２を配線１４０５に接続するためのＭＯＳトランジスタ１４０４のゲートに接続されている。このときドレイン電極１４０２から配線１４０５への抵抗値はゲート電極１４０１の電位に依存する。そこで、ドレイン電極領域１４０３とその中に含まれるドレイン電極１４０２が検査対象であるとき、検査対象に対して電子線及び光を照射する前に、あらかじめゲート電極１４０１に電子線及び光を照射することで帯電電圧を制御するようなステップを設けることで、ドレイン電極１４０２の抵抗を精度よく調整することが可能である。電位調整手段としては、ある電子線パルス条件におけるドレイン電極１４０２の二次電子信号値が特定の値になるように、条件を変えながら光・電子線をゲート電極１４０１に照射するような方法でもよいし、以下のように電位を測定し、指定した電位になるような照射条件を求めてもよい。
図１５Ａは検出器１１３がエネルギーフィルタを有する場合に、試料電位に依存した二次電子信号量の変化を説明するものである。試料に電子線を照射したときに放出される二次電子信号量は図１５Ａに示すような分布を示す。ここで、ＶＲは試料に印加されるリターディング電圧、Ｖｓは試料の表面帯電電位、ｅは１電子ボルト（１［ｅＶ］）である。試料が帯電し、試料の表面電位が（ＶＲ＋Ｖｓ）になったとき放出される二次電子のエネルギー分布１５０２は帯電のないときのエネルギー分布１５０１に対して、全体的にｅＶｓだけシフトしたような分布となる。ここで、エネルギーフィルタの電圧がＶＦ［Ｖ］の場合、ｅＶＦ［ｅＶ］以上のエネルギーをもつ二次電子のみが検出される（図１５Ａの網掛け部分）ため、試料に帯電が発生すると同じエネルギーフィルタの電圧でも検出される二次電子数は変化する。そこで、帯電のない状態でエネルギーフィルタの電圧ＶＦを変えながら二次電子信号検出量を図１５Ｂのようにプロットしておき、観察時のエネルギーフィルタの電圧ＶＦ１と、そのときの検出電子数（明度）と等しい検出電子数を与える、帯電のない状態でのエネルギーフィルタの電圧ＶＦ２との差分として帯電量Ｖｓを測定することが可能である。
このように、検査領域の検査を開始する前に、電子線・光を検査領域内外の電極や領域に照射し、電位を調整することで、検査領域内の抵抗値を事前に調整するステップを追加してもよい。
図９に実施例２における光・電子線の照射条件を設定し、検査を実行するフローを示す。計算装置１１４が本フローを実行する。実施例２は、例えば量産工程での検査のように、検査対象試料の標準的な電気特性があらかじめ特定されており、外れ値を示す試料だけを検出したい場合に適したフローである。
加速電圧、照射電流などの電子線光学条件を設定した後、条件設定用座標へステージ移動する（Ｓ９０１）。次にあらかじめ指定した電子線パルス条件Ａ，Ｂ（ここではそれぞれ、インターバル時間Ｔａ［秒］，Ｔｂ［秒］、ただしＴａ＜Ｔｂとする）にて、二次電子信号量Ｓ（Ｔａ）、Ｓ（Ｔｂ）を取得する（Ｓ９０２）。このとき、インターバル時間Ｔａ［秒］の条件では光の照射をしないで取得し、インターバル時間Ｔｂ［秒］の条件では光の照射をしてもしなくてもよい。Ｓ（Ｔａ）とＳ（Ｔｂ）の２点の平均、もしくはあらかじめ指定した計算式に代入して求めた中間点の値Ｓｍ（Ｔａ，Ｔｂ）を求める（Ｓ９０３）。この計算式は例えばＳ（Ｔａ）とＳ（Ｔｂ）の重み付け平均であってもよいし、Ｓ（Ｔａ）もしくはＳ（Ｔｂ）そのものであってもよい。
次に電子線パルス条件Ｃ（ここではインターバル時間Ｔｃ［秒］とする）を設定し（Ｓ９０４）、次にあらかじめ指定された範囲の中で光照射条件を選択する（Ｓ９０５）。インターバル時間Ｔｃは、インターバル時間Ｔａと同一としてもよい。この状態で条件設定用座標の試料パタンに電子線を照射し、二次電子信号量Ｓｘ（Ｔｃ）を求める（Ｓ９０６）。Ｓｘ（Ｔｃ）とＳｍ（Ｔａ，Ｔｂ）とが等しいかどうかを判定し、等しくない場合は別の光照射条件を設定し、改めて二次電子信号量を取得し、同様の判定を行う（Ｓ９０７）。ここで、ＳｘとＳｍの等しさの判定においては一定基準の誤差範囲をあらかじめ指定しておいてもよい。ここで、あらかじめ指定した範囲の全ての光照射条件に対して判定を行って（Ｓ９１２）、ＳｘとＳｍとが等しい条件がみつからない場合には該当条件の探索が不可であった旨のエラーを出力し、処理を中断する（Ｓ９１３）。等しい条件がみつかった場合にはそのときの光照射条件を光照射条件αとして保存する（Ｓ９０８）。
次に検査対象座標へステージ移動し（Ｓ９０９）、光照射条件αかつ電子線パルス条件Ｃに設定して、二次電子信号量を取得する（Ｓ９１０）。これをすべての検査対象座標で実行する。各検査対象座標での電気特性（抵抗・容量など）を、あらかじめ求めておいた基準サンプルでの抵抗値・容量値と、ステップＳ９１０と同じ光照射条件・電子線照射条件において取得された基準サンプルの二次電子信号値およびステップＳ９１０で取得した各検査対象座標の二次電子信号値とに基づき各検査対象座標での抵抗値・容量値を計算し、表示もしくは保存する（Ｓ９１１）。ステップＳ９１０で取得した二次電子信号量をヒートマップとして表示するステップを有してもよい。また、基準値から一定以上ずれた検査対象座標について、もう一度別の光照射条件、電子線パルス条件にて検査し、抵抗値や容量値を求めるステップに分岐してもよい。
以下、図９に示したフローにおけるステップの詳細について説明する。図１０は電子線パルス条件としてインターバル時間を横軸にとり、縦軸に明度（二次電子信号量）をとり、光照射条件として照射光強度をパラメタとしてプロットしたものである。実線で示される光照射のない状態において電子線パルス条件Ａ（インターバル時間Ｔａ）で取得された二次電子信号量は、最も抵抗が高い状態での二次電子信号量であり、帯電が大きいため、二次電子信号量は小さい。特に電子線の照射電流値が十分大きく、パルスインターバル時間Ｔａが０秒であった場合（すなわち電子線は連続照射）、帯電がそれ以上進行しない飽和状態となる。
一方、電子線パルス条件Ｂ（インターバル時間Ｔｂ）での二次電子信号量はインターバル時間の増加に伴って、帯電量が低下し、二次電子信号量が最も大きくなっている。特にインターバル時間Ｔｂ以上にインターバル時間を増やしても変化が見られない場合は帯電電荷が放電し切っている（除電されている）と考えられるため、二次電子信号量の最大点として考えることができる。これに対して、試料の抵抗値・容量値が大きく、インターバル時間Ｔｂ近傍でも緩やかに二次電子信号量が変化している場合には、適切な波長と強度の光を照射することによって試料の等価抵抗値を低減することによって、二次電子信号量の最大値を得ることができる。
このように求めたインターバル時間Ｔａとインターバル時間Ｔｂにおける二次電子信号量の中間点となるような明度ｂｍｉdを電子線パルス条件Ｃと光照射条件αにて作り出すことにより、帯電の飽和状態と帯電がない状態の中間電位を生成することができる。この状態を用いて検査を行うことで、半導体ウェハの製造不良等に起因する電気特性の変化に対し、帯電量が変化し、その結果として二次電子信号の変化が発生するため、感度良く検査を行うことが可能となる。なお、以上の説明では光の照射条件を１つ定める方法について説明したが、中間値Ｓｍを複数設定し、それぞれの中間点Ｓｍに対して、異なる光の照射条件を求め、複数の光照射条件を使用して検査を行ってもよい。
１００：電子顕微鏡本体、１０１：電子銃、１０２：ブランカ、１０３：絞り、１０４：偏向器、１０５：対物レンズ、１０６：試料、１０７：ステージ、１０８：試料台、１０９：光源、１１０：光路遮断機、１１１：光路、１１２：制御装置、１１３：検出器、１１４：計算装置、１１５：入出力装置、１１６：ウェハカセット、１１７：ウェハローダ、１１８：準備室、１１９：試料室、２０１：ウェハ基板、２０２：絶縁膜、２０３：浮遊導体、７０１：電子光学条件入力部、７０２：座標入力部、７０３：光照射条件入力部、７０４：電子線パルス条件入力部、７０５：光照射条件出力部、７０６：電子線パルス条件出力部、１３０１：ゲート電極、１３０２：接合電極、１３０３：ゲート、１３０４：絶縁膜、１３０５：拡散層、１３０６：シリコン基板、１４０１：ゲート電極、１４０２：ドレイン電極、１４０３：ドレイン電極領域、１４０４：ＭＯＳトランジスタ、１４０５：配線。

Claims (16)

  1. パルス荷電粒子線を試料に照射する荷電粒子光学系と、
    光を前記試料に照射する光学系と、
    前記パルス荷電粒子線が前記試料に照射されることにより放出される二次荷電粒子を検出する検出器と、
    所定の電子線パルス条件にて前記パルス荷電粒子線を前記試料に照射するよう前記荷電粒子光学系を制御し、所定の光照射条件にて前記光を前記試料に照射するよう前記光学系を制御する制御部と、
    前記所定の電子線パルス条件及び前記所定の光照射条件を設定する計算装置とを有し、
    前記計算装置は、複数の光照射条件で前記試料に前記光を照射し、第１の電子線パルス条件で前記パルス荷電粒子線を照射することにより前記検出器が検出する二次荷電粒子信号量と前記第１の電子線パルス条件とは異なる第２の電子線パルス条件で前記パルス荷電粒子線を照射することにより前記検出器が検出する二次荷電粒子信号量との差分に基づき、前記複数の光照射条件のいずれかを前記所定の光照射条件に設定する荷電粒子線装置。
  2. 請求項１において、
    前記計算装置は、前記所定の光照射条件で前記試料に前記光を照射し、第３の電子線パルス条件で前記パルス荷電粒子線を照射することにより前記検出器が検出する二次荷電粒子信号量と第４の電子線パルス条件で前記パルス荷電粒子線を照射することにより前記検出器が検出する二次荷電粒子信号量との差分が所定のしきい値を超え、前記第３の電子線パルス条件による前記パルス荷電粒子線の非照射時間であるインターバル時間と前記第４の電子線パルス条件によるインターバル時間との和が最小となる、あるいは所定のしきい値以下となる２つの電子線パルス条件を前記所定の電子線パルス条件に設定する荷電粒子線装置。
  3. 請求項２において、
    前記計算装置は、前記所定の光照射条件で前記試料に前記光を照射し、前記２つの前記所定の電子線パルス条件で前記パルス荷電粒子線を照射することにより得られた第１の二次荷電粒子信号量と第２の二次荷電粒子信号量とに基づき、前記所定の光照射条件で前記光が照射された状態での前記試料の抵抗値及び容量値を推定する荷電粒子線装置。
  4. 請求項３において、
    前記制御部は、前記光の前記試料への照射を行うことなく、任意の電子線パルス条件にて前記パルス荷電粒子線を前記試料に照射するよう前記荷電粒子光学系を制御し、
    前記計算装置は、前記光の前記試料への照射を行うことなく、前記任意の電子線パルス条件にて前記パルス荷電粒子線を前記試料に照射することにより得られた第３の二次荷電粒子信号量と推定した前記試料の容量値とに基づき、前記光が照射されていない状態での前記試料の抵抗値を推定する荷電粒子線装置。
  5. 請求項１において、
    前記制御部が制御する電子線パルス条件は前記パルス荷電粒子線の非照射時間であるインターバル時間であり、前記制御部が制御する光照射条件は前記光の照射光強度である荷電粒子線装置。
  6. 請求項１において、
    前記制御部は、前記検出器が、前記パルス荷電粒子線が前記試料に照射されることにより放出される二次荷電粒子を検出するサンプリングタイミングを制御する荷電粒子線装置。
  7. 請求項３または請求項４において、
    前記計算装置は、前記試料について、前記試料の容量値ごとに前記試料の抵抗値をパラメタとして、前記電子線パルス条件に対する二次荷電粒子信号量の依存性についての情報を保持するデータベースを有しており、前記データベースを参照して前記試料の抵抗値または容量値を推定する荷電粒子線装置。
  8. 請求項２において、
    前記計算装置が前記所定の光照射条件を設定した後、前記試料の帯電状態がリセットされ、前記所定の電子線パルス条件を設定するため、前記制御部は、前記所定の光照射条件で帯電状態がリセットされた前記試料に前記光を照射するよう前記光学系を制御する荷電粒子線装置。
  9. パルス荷電粒子線を試料に照射する荷電粒子光学系と、
    光を前記試料に照射する光学系と、
    前記パルス荷電粒子線が前記試料に照射されることにより放出される二次荷電粒子を検出する検出器と、
    所定の電子線パルス条件にて前記パルス荷電粒子線を前記試料に照射するよう前記荷電粒子光学系を制御し、所定の光照射条件にて前記光を前記試料に照射するよう前記光学系を制御する制御部と、
    前記所定の電子線パルス条件及び前記所定の光照射条件を設定する計算装置とを有し、
    前記計算装置は、前記光を前記試料に照射することなく第１の電子線パルス条件で前記パルス荷電粒子線を照射することにより前記検出器が検出する第１の二次荷電粒子信号量と前記第１の電子線パルス条件よりも前記パルス荷電粒子線の非照射時間であるインターバル時間の長い第２の電子線パルス条件で前記パルス荷電粒子線を照射することにより前記検出器が検出する第２の二次荷電粒子信号量との中間値を求め、前記試料に前記光を照射し、任意の電子線パルス条件で前記パルス荷電粒子線を照射することにより前記検出器が検出する二次荷電粒子信号量が前記中間値相当の値となる光照射条件を前記所定の光照射条件に設定し、前記所定の光照射条件を設定したときの前記任意の電子線パルス条件を前記所定の電子線パルス条件に設定する荷電粒子線装置。
  10. 請求項９において、
    前記中間値は、前記第１の二次荷電粒子信号量及び前記第２の二次荷電粒子信号量の平均またはあらかじめ指定した計算式に代入して求められる荷電粒子線装置。
  11. 請求項９において、
    前記第１の二次荷電粒子信号量が検出されたときの前記試料はその帯電が飽和状態にあり、前記第２の二次荷電粒子信号量が検出されたときの前記試料は除電されている荷電粒子線装置。
  12. 請求項９において、
    前記計算装置は、前記試料の基準サンプルの抵抗値及び容量値と、前記所定の光照射条件で前記基準サンプルに前記光を照射し、前記所定の電子線パルス条件で前記パルス荷電粒子線を照射することにより前記検出器が検出する二次荷電粒子信号量とを含む基準サンプル情報を保持しており、
    前記計算装置は、前記所定の光照射条件で前記試料に前記光を照射し、前記所定の電子線パルス条件で前記パルス荷電粒子線を照射することにより得られた二次荷電粒子信号量と、前記計算装置が保持する前記基準サンプル情報とに基づき、前記試料の抵抗値及び容量値を推定する荷電粒子線装置。
  13. 請求項９において、
    前記制御部が制御する電子線パルス条件は前記パルス荷電粒子線の非照射時間であるインターバル時間であり、前記制御部が制御する光照射条件は前記光の照射光強度である荷電粒子線装置。
  14. 請求項９において、
    前記制御部は、前記検出器が、前記パルス荷電粒子線が前記試料に照射されることにより放出される二次荷電粒子を検出するサンプリングタイミングを制御する荷電粒子線装置。
  15. パルス荷電粒子線を試料に照射する荷電粒子光学系と、
    光を前記試料に照射する光学系と、
    前記パルス荷電粒子線が前記試料に照射されることにより放出される二次荷電粒子を検出する検出器と、
    所定の電子線パルス条件にて前記パルス荷電粒子線を前記試料に照射するよう前記荷電粒子光学系を制御し、所定の光照射条件にて前記光を前記試料に照射するよう前記光学系を制御する制御部と、
    前記試料の電気特性として抵抗値と容量値とを推定する計算装置とを有し、
    前記計算装置は、前記所定の光照射条件で前記試料に前記光を照射し、第１の電子線パルス条件で前記パルス荷電粒子線を照射することにより前記検出器が検出する第１の二次荷電粒子信号量と前記第１の電子線パルス条件とは異なる第２の電子線パルス条件で前記パルス荷電粒子線を照射することにより前記検出器が検出する第２の二次荷電粒子信号量とに基づき、前記所定の光照射条件で前記光が照射された状態での前記試料の抵抗値及び容量値を推定し、
    前記制御部は、前記光の前記試料への照射を行うことなく、任意の電子線パルス条件にて前記パルス荷電粒子線を前記試料に照射するよう前記荷電粒子光学系を制御し、
    前記計算装置は、前記光の前記試料への照射を行うことなく、前記任意の電子線パルス条件にて前記パルス荷電粒子線を前記試料に照射することにより得られた第３の二次荷電粒子信号量と推定した前記試料の容量値とに基づき、前記光が照射されていない状態での前記試料の抵抗値を推定する荷電粒子線装置。
  16. パルス荷電粒子線を試料に照射する荷電粒子光学系と、
    光を前記試料に照射する光学系と、
    前記パルス荷電粒子線が前記試料に照射されることにより放出される二次荷電粒子を検出する検出器と、
    所定の電子線パルス条件にて前記パルス荷電粒子線を前記試料に照射するよう前記荷電粒子光学系を制御し、所定の光照射条件にて前記光を前記試料に照射するよう前記光学系を制御する制御部と、
    前記試料の基準サンプルの抵抗値及び容量値と、前記所定の光照射条件で前記基準サンプルに前記光を照射し、前記所定の電子線パルス条件で前記パルス荷電粒子線を照射することにより前記検出器が検出する二次荷電粒子信号量とを含む基準サンプル情報を保持し、前記試料の電気特性として抵抗値と容量値とを推定する計算装置とを有し、
    前記計算装置は、前記所定の光照射条件で前記試料に前記光を照射し、前記所定の電子線パルス条件で前記パルス荷電粒子線を照射することにより得られた二次荷電粒子信号量と、前記計算装置が保持する前記基準サンプル情報とに基づき、前記試料の抵抗値及び容量値を推定する荷電粒子線装置。
JP2022558613A 2020-10-26 2020-10-26 荷電粒子線装置 Active JP7377375B2 (ja)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/JP2020/040104 WO2022091180A1 (ja) 2020-10-26 2020-10-26 荷電粒子線装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPWO2022091180A1 JPWO2022091180A1 (ja) 2022-05-05
JP7377375B2 true JP7377375B2 (ja) 2023-11-09

Family

ID=81383746

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2022558613A Active JP7377375B2 (ja) 2020-10-26 2020-10-26 荷電粒子線装置

Country Status (5)

Country Link
US (1) US20230377837A1 (ja)
JP (1) JP7377375B2 (ja)
KR (1) KR20230066104A (ja)
TW (1) TWI795043B (ja)
WO (1) WO2022091180A1 (ja)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP7218034B1 (ja) * 2022-11-04 2023-02-06 株式会社Photo electron Soul 局所観察方法、プログラム、記録媒体および電子線適用装置

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003100823A (ja) 2001-09-27 2003-04-04 Hitachi Ltd 荷電粒子ビームを用いた検査方法およびそれを用いた検査装置
JP2003151483A (ja) 2001-11-19 2003-05-23 Hitachi Ltd 荷電粒子線を用いた回路パターン用基板検査装置および基板検査方法
JP2008130582A (ja) 2006-11-16 2008-06-05 Renesas Technology Corp 半導体装置の製造方法および半導体検査装置
JP2012009247A (ja) 2010-06-24 2012-01-12 Topcon Corp 電子顕微鏡装置
WO2012165293A1 (ja) 2011-06-03 2012-12-06 株式会社日立ハイテクノロジーズ 電子顕微鏡及び電子線を用いた撮像方法
JP2015135833A (ja) 2015-04-30 2015-07-27 株式会社日立ハイテクノロジーズ 電子線を用いた撮像方法および電子線装置
WO2019102603A1 (ja) 2017-11-27 2019-05-31 株式会社日立ハイテクノロジーズ 荷電粒子線装置およびそれを用いた試料観察方法
WO2020053967A1 (ja) 2018-09-11 2020-03-19 株式会社日立ハイテクノロジーズ 電子線装置

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004363085A (ja) * 2003-05-09 2004-12-24 Ebara Corp 荷電粒子線による検査装置及びその検査装置を用いたデバイス製造方法
KR101364672B1 (ko) * 2006-09-12 2014-02-19 가부시키가이샤 에바라 세이사꾸쇼 하전입자선장치, 그 장치를 이용한 비점수차 조정방법 및그 장치를 이용한 디바이스제조방법
JP2010073703A (ja) * 2008-09-16 2010-04-02 Hitachi High-Technologies Corp パターンの検査装置、およびパターンの検査方法
JP5473453B2 (ja) * 2009-07-27 2014-04-16 株式会社日立ハイテクノロジーズ 荷電粒子線装置
TW201432253A (zh) * 2012-12-28 2014-08-16 Hitachi High Tech Corp 帶電粒子束裝置及其缺陷分析方法
US10510623B2 (en) * 2017-12-27 2019-12-17 Taiwan Semiconductor Manufacturing Co., Ltd. Overlay error and process window metrology
JP7068549B2 (ja) * 2018-10-19 2022-05-16 エーエスエムエル ネザーランズ ビー．ブイ． マルチビーム検査装置において電子ビームをアライメントするシステム及び方法

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003100823A (ja) 2001-09-27 2003-04-04 Hitachi Ltd 荷電粒子ビームを用いた検査方法およびそれを用いた検査装置
JP2003151483A (ja) 2001-11-19 2003-05-23 Hitachi Ltd 荷電粒子線を用いた回路パターン用基板検査装置および基板検査方法
JP2008130582A (ja) 2006-11-16 2008-06-05 Renesas Technology Corp 半導体装置の製造方法および半導体検査装置
JP2012009247A (ja) 2010-06-24 2012-01-12 Topcon Corp 電子顕微鏡装置
WO2012165293A1 (ja) 2011-06-03 2012-12-06 株式会社日立ハイテクノロジーズ 電子顕微鏡及び電子線を用いた撮像方法
JP2015135833A (ja) 2015-04-30 2015-07-27 株式会社日立ハイテクノロジーズ 電子線を用いた撮像方法および電子線装置
WO2019102603A1 (ja) 2017-11-27 2019-05-31 株式会社日立ハイテクノロジーズ 荷電粒子線装置およびそれを用いた試料観察方法
WO2020053967A1 (ja) 2018-09-11 2020-03-19 株式会社日立ハイテクノロジーズ 電子線装置

Also Published As

Publication number Publication date
JPWO2022091180A1 (ja) 2022-05-05
WO2022091180A1 (ja) 2022-05-05
TWI795043B (zh) 2023-03-01
TW202217999A (zh) 2022-05-01
KR20230066104A (ko) 2023-05-12
US20230377837A1 (en) 2023-11-23

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10840060B2 (en) Scanning electron microscope and sample observation method
KR100721846B1 (ko) 패턴결함 검사방법 및 검사장치
JP3955450B2 (ja) 試料検査方法
US6586952B2 (en) Method of inspecting pattern and inspecting instrument
CN100592028C (zh) 薄膜样品测量方法和设备及薄膜样品制备方法和设备
WO2010032857A1 (ja) パターンの検査装置、及びパターンの検査方法
WO2010029700A1 (ja) 荷電粒子線装置
US6828571B1 (en) Apparatus and methods of controlling surface charge and focus
US10879037B2 (en) Charged particle beam device with distance setting between irradiation regions in a scan line
JP7377375B2 (ja) 荷電粒子線装置
JP2000286310A (ja) パターン欠陥検査方法および検査装置
JP5016799B2 (ja) 荷電粒子ビームを用いた検査装置
JP4320308B2 (ja) 欠陥検査方法
TW202226311A (zh) 用於脈衝電壓對比偵測與充電動態擷取之系統及方法
JP4028864B2 (ja) パターン欠陥検査方法および検査装置
CN111164725B (zh) 用于带电粒子束检查的样本预充电方法和设备
JP2009252995A (ja) 半導体検査方法
JP2008004367A (ja) 電子ビーム寸法測定装置及び電子ビーム寸法測定方法
JP4990556B2 (ja) 半導体検査装置および半導体装置の検査方法
JP2006003370A (ja) 荷電粒子線を用いた基板検査装置および基板検査方法
US20240151665A1 (en) Inspection system
TWI824404B (zh) 帶電粒子線裝置
JP7488898B2 (ja) 荷電粒子検査システムのビーム電流調整
KR20230041754A (ko) 검사 시스템
JP2004151119A (ja) パターン欠陥検査方法および検査装置

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20230328

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20231024

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20231027

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 7377375

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150