JPH1074808A - 荷電粒子線を用いた理化学装置，半導体製造及び検査装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】半導体ウエハの反りを電子線の焦点深度以内に
おさめ、最適なエネルギの電子線をウエハに照射するこ
とによって、半導体ウエハの高感度な観察または微細加
工を可能とする。 【解決手段】試料基板１０を静電吸着する静電吸着装置
９と、試料基板１０の装置基準電位からの電圧を可変と
して、試料基板１０への荷電粒子線の照射エネルギを制
御する手段とを備える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、荷電粒子線を用い
た理化学装置，半導体製造及び検査装置に係り、特に荷
電粒子線を用いて半導体基板の観察，分析または加工処
理を行う理化学装置，半導体製造及び検査装置等の荷電
粒子線装置に用いる場合に好適な荷電粒子線を用いた理
化学装置，半導体製造及び検査装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来から、真空中でウエハを固定する方
法は、これまでに機械的に固定する、いわゆるメカニカ
ルチャックが多用されてきた。

【０００３】しかし、最近では、半導体ウエハ吸着装置
として、静電気力によってウエハ裏面を一様に吸着保持
する静電吸着装置が、半導体ウエハの観察評価を行う走
査形電子顕微鏡等の理化学装置やスパッタ装置等の半導
体製造装置及び半導体ウエハの加工処理を行う電子線描
画装置等の荷電粒子線装置等に用いられるようになって
きた。

【０００４】なお、この種の技術に関連するものとし
て、例えば、特開平4−102318 号公報及び特開平4−122
046 号公報などが挙げられる。

【０００５】また、走査形電子顕微鏡等の電子光学系
で、電子線の加速は高い方が収差は小さく、電子線は外
乱を受けにくい。しかし、試料のチャージアップや試料
へのダメージを軽減するためには電子線を低加速にしな
ければならない。そこで、試料自体に電圧を印加するこ
とにより、試料への電子線の照射エネルギを制御する手
段、すなわち電子線を試料寸前でリターディングする方
式がとられていた。

【０００６】なお、この種の技術に関連するものとし
て、例えば、特開平5−258703 号公報及び文献（W. D.
Meisburger, A. D. Brodie, and A. A. Desai：Low-vol
tageelectron-optical system for the high-speed ins
pection of integrated circuits. J. Vac. Sci. Techn
ol. B 10(6)，Nov/Dec 1992 2804-2808やI. Mullerova
and M. Lenc：Some approaches to low-voltage scanni
ng electronmicroscopy Ultramicroscopy 41 (1992) 39
9-410）などが挙げられる。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】従来の静電吸着装置で
は、試料の接地をとることが必須であった。しかし、試
料のチャージアップや試料へのダメージを軽減するため
には、加速の高い電子線を低加速にしなければならな
い。そのために、試料自体に電圧を印加することによっ
て、試料への電子線の照射エネルギを制御する、すなわ
ち、電子線を試料寸前でリターディングすることが重要
であった。

【０００８】また、従来の静電吸着装置の電極と試料間
の印加電圧は数百Ｖのオーダである。ところが、電子線
を試料寸前でリターディングするための試料自体に印加
する電圧は数ｋＶにしたいので、そのままでは静電吸着
装置が破壊してしまうという問題があった。

【０００９】また、半導体製造プロセスで、膜付けされ
たウエハは、膜の内部応力によって反りが生じる。その
反りの最大値は数百μｍに達すると言われている。とこ
ろが、電子線の焦点深度は数μｍ程度なので、静電吸着
装置を用いないと電子線のオートフォーカスのマージン
に入らないという問題もあった。

【００１０】本発明の目的は、走査形電子顕微鏡等の荷
電粒子線装置に用いられる静電吸着手段と、試料基板の
装置基準電位からの電圧を可変として、試料基板への荷
電粒子線の照射エネルギを制御する手段とを備えること
により、試料基板を一様に吸着保持し、試料基板の反り
を電子線の焦点深度内におさめ、最適なエネルギの電子
線を試料基板に照射し、半導体基板の回路パターンの高
感度検査や高精度な微細加工等を可能とする改良された
荷電粒子線を用いた理化学装置，半導体製造及び検査装
置を提供することにある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するた
め、本発明は試料室内に保持された試料基板に荷電粒子
線を照射し試料基板表面を観察，分析または加工する手
段を有してなる荷電粒子線を用いた理化学装置，半導体
製造及び検査装置であって、電極上に絶縁体を介して前
記試料基板を載置し、前記電極と試料基板との間に電圧
を印加することによって、試料基板を静電吸着する静電
吸着手段と、前記試料基板の装置基準電位からの電圧を
可変として、試料基板への荷電粒子線の照射エネルギを
制御する手段とを備える荷電粒子線を用いた理化学装
置，半導体製造及び検査装置からなる。

【００１２】代表的な装置の構成例を挙げると、本発明
の荷電粒子線を用いた理化学装置，半導体製造及び検査
装置は、試料室内に保持された試料基板に荷電粒子線を
照射し試料基板表面を観察，分析または加工する手段を
有してなる荷電粒子線を用いた理化学装置，半導体製造
及び検査装置であって、前記静電吸着手段と、前記試料
基板の装置基準電位からの電圧を可変として、試料基板
への荷電粒子線の照射エネルギを制御する手段とを備え
る構造で、前記静電吸着手段を前記試料基板に印加する
電圧にフローティングする。

【００１３】他の代表的な装置の構成例を挙げると、本
発明の荷電粒子線を用いた理化学装置，半導体製造及び
検査装置は、試料室内に保持された試料基板に荷電粒子
線を照射し試料基板表面を観察，分析または加工する手
段を有してなる荷電粒子線を用いた理化学装置，半導体
製造及び検査装置であって、前記静電吸着手段と、前記
試料基板の装置基準電位からの電圧を可変として、試料
基板への荷電粒子線の照射エネルギを制御する手段とを
備える構造で、静電吸着電圧と試料基板に印加する電圧
を共用する構成とすることである。具体的には、電極と
接地間に抵抗を設ける。電極と電極上に絶縁体を介して
載置した試料基板との間の電位変化を検出する電圧検出
手段を設け、抵抗の両端の電位変化を検出する電圧検出
手段を設け、さらに電流検出手段を設けて、静電吸着電
圧を制御し、試料基板の有無または試料基板の吸着・脱
離を検出し得るようにする。

【００１４】さらに他の代表的な装置の構成例を挙げる
と、本発明の荷電粒子線を用いた理化学装置，半導体製
造及び検査装置は、試料室内に保持された試料基板に荷
電粒子線を照射し試料基板表面を観察，分析または加工
する手段を有してなる荷電粒子線を用いた理化学装置，
半導体製造及び検査装置であって、前記静電吸着手段
と、前記試料基板の装置基準電位からの電圧を可変とし
て、試料基板への荷電粒子線の照射エネルギを制御する
手段とを備える構造で、前記試料基板に印加する電圧に
耐え得る絶縁体を有する構成とすることである。

【００１５】既に説明した荷電粒子線を用いた理化学装
置，半導体製造及び検査装置を用いて、試料基板に荷電
粒子線を照射し試料基板表面を観察，分析または加工す
るに際し、電極と試料基板との間に電圧を印加し試料基
板を静電吸着する工程と、前記試料基板の装置基準電位
からの電圧を可変として、試料基板への荷電粒子線の照
射エネルギを制御する工程とを有した荷電粒子線を用い
た理化学装置，半導体製造及び検査装置からなる。

【００１６】既に説明した荷電粒子線を用いた理化学装
置，半導体製造及び検査装置を用いて、試料基板に荷電
粒子線を照射し試料基板表面を観察，分析または加工す
るに際し、試料基板の有無または試料基板の吸着・脱離
を検出する工程と、試料基板吸着前は抵抗値を低く設定
し、試料基板吸着後は抵抗値を高く設定し、電極と試料
基板との間の電圧を制御する工程を有した荷電粒子線を
用いた理化学装置，半導体製造及び検査装置からなる。

【００１７】望ましくは試料基板表面の観察，分析また
は加工を終え、試料基板に印加した電圧を止めるに際
し、電極と接地間の抵抗を短絡する工程を有している。

【００１８】

【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施例を図面に
したがって説明する。

【００１９】〈実施例１〉 （１）荷電粒子線を用いた半導体検査装置の構成例 図１は、電子線による半導体ウエハ自動外観検査装置の
要部の縦断面図である。図２は、図１の静電吸着装置の
構成図である。図１は電子光学系であり、電子銃２，電
子銃２から引き出された電子線３，排気系４によって真
空排気された鏡体５に組み込まれた電子レンズ（収束レ
ンズ６ａ，対物レンズ６ｂ）から構成される。電子線３
は試料室７の移動ステージ８上に取り付けられた静電吸
着装置９に吸着保持された試料基板となる半導体ウエハ
１０上に細く収束される。電子線３は同時に偏向器１１
により一方向または二次元的に高精度で走査偏向される
構造となっている。電子線３の走査範囲は小さいので、
半導体ウエハ１０を移動ステージ８により連続的または
断続的に移動させて半導体ウエハ１０の回路パターンの
外観検査を行う。半導体ウエハ１０の位置合わせは、移
動ステージ８の位置をレーザ干渉計１２で常に計測し、
制御系１３により電子線３の偏向量に補正信号を重畳し
て補正を行う構造になっている。

【００２０】半導体ウエハ１０からの二次電子はウイー
ンフィルタ１４を通って二次電子検出器１５で検出さ
れ、増幅器１６により増幅されたのち、デジタル信号に
変換され画像処理系１７で処理される。排気系４によっ
て真空排気された試料室７にはゲートバルブ１８を介し
て半導体ウエハ１０の出し入れをする排気系４で真空排
気されたロードロック室１９や搬送装置２０が接続され
ている。

【００２１】静電吸着装置９は、電極２１，電極２１に
通じる導入端子４１と絶縁体２２とで構成されている。
セラミックス製移動ステージ８は、駆動ロッド４３と直
進ガイド４２によって高精度に移動できる構造になって
いる。

【００２２】２３は静電吸着可変電源、２４は可変電源
で、電圧上昇・下降は数ｍsec から数sec にかけて行
う。半導体ウエハ１０の静電吸着電源２３は電源２４に
よりフローティングする構造となっている。

【００２３】これにより、電子銃２から引き出された数
ｋＶ以上のエネルギをもった電子線３を、ウエハ１０寸
前で減速し、最も観察に適したエネルギにしたうえでウ
エハ１０に照射することができる。

【００２４】（２）荷電粒子線を用いた半導体検査方法
の例 この例は、図１の装置を用いて半導体ウエハ１０のレジ
ストパターンの欠陥検出について説明するものである。
先ず、半導体ウエハ１０としてＳｉウエハを真空排気し
たロードロック室１９からゲートバルブ１８を介して搬
送装置２０により真空排気した試料室７内に搬送し、移
動ステージ８上の静電吸着装置９の所定の吸着面位置に
スイッチ２５をａ、スイッチ２６をａの状態で載置し
た。その後、スイッチ２５をｂの状態にし、電極２１と
ウエハ１０との間に静電吸着電圧を印加してウエハ１０
を吸着後、スイッチ２６をｂの状態にしてウエハ１０自
体に負の高電圧、すなわちリターディング電圧を印加し
た。

【００２５】次いで、電子光学系１によって収束電子線
３をつくり、ウエハ１０表面を電子線３で一次元走査し
ながら、移動ステージ８によりウエハ１０を電子線３走
査方向に対して直角方向に連続移動した。ウエハ１０か
らの二次電子や反射電子の量を半導体検出器１５で検出
し、増幅器１６で増幅した後、画像処理装置１７でウエ
ハ１０表面のプロセス上の欠陥を高速に判定する。ウエ
ハ１０からの二次電子量はウエハ表面の凹凸や回路パタ
ーンの欠陥の有無によって大きく変化するため、この量
の大小によってウエハ表面の外観検査を行う。

【００２６】なお、二次電子検出器１５はシンチレータ
と二次電子増倍管を組み合わせた検出器やマルチチャン
ネルプレートと呼ばれる検出器を用いてもよい。

【００２７】検査終了後は、電子線３を止めて、移動ス
テージ８上の静電吸着装置９のスイッチ２６をａの状態
にしてウエハ１０自体を接地し、スイッチ２５をａの状
態にし、静電吸着電圧及びリターディング電圧を止め、
Ｓｉウエハ１０を試料室７に接続されたロードロック室
１９を介して取り出した。

【００２８】このようにして、Ｓｉウエハ１０の静電吸
着装置９と、ウエハ１０の装置基準電位からの電圧を可
変として、ウエハ１０への荷電粒子線の照射エネルギを
制御する手段とを備え、静電吸着装置９をウエハ１０に
印加する電圧にフローティングすることにより、ウエハ
１０の反りが数百μｍから数μｍ以内におさえられ、電
子線３の焦点深度以内におさまった。さらに、リターデ
ィング電圧により最適なエネルギの電子線３をウエハ１
０に照射できたので、回路パターンの欠陥がうまく見つ
かった。

【００２９】この例は、半導体ウエハ１０のレジストパ
ターンの欠陥検出を一例として示したものであるが、そ
の他例えば、エッチングパターンの欠陥検出についても
同様の結果が得られた。また、薄膜状異物・欠陥あるい
は微小異物・欠陥検出でも同様の結果が得られた。

【００３０】さらに、ここでは静電吸着装置９を構成す
る絶縁体２２として酸化アルミニウムを用いたが、Ｓｉ
ウエハ１０裏面を傷等から保護するために、Ｓｉウエハ
１０との吸着面はポリイミド層を酸化アルミニウム上に
形成してもよい。

【００３１】〈実施例２〉 （１）荷電粒子線を用いた半導体検査装置の構成例 図３は、実施例１に示した装置と同様の目的で構成され
た電子線による半導体ウエハ自動外観検査装置の要部の
縦断面図である。基本的には実施例１の図１，図２に示
した装置と同一構成であるが、異なる点は静電吸着電圧
とリターディング電圧を共用する構成とした点、具体的
には、電極２１と接地間に可変抵抗器２９を配設した
点、電極２１と電極２１上に抵抗値Ｒ１を有する絶縁体
２２を介して載置した半導体ウエハ１０との間の電位変
化を検出する電圧計２７，抵抗器２９の両端の電位変化
を検出する電圧計３０，抵抗器２９と接地間に電流計３
１を配設した点、である。

【００３２】これにより、電子銃２から引き出された数
ｋＶ以上のエネルギをもった電子線３を、ウエハ１０寸
前で減速し、最も観察に適したエネルギにしたうえでウ
エハ１０に照射することができる。

【００３３】また、可変電源２４によりウエハ１０に印
加したリターディング電圧（Ｖ１＋Ｖ２）は、電圧計２
７の静電吸着電圧と、電圧計３０の電圧の和である。よ
って、可変抵抗器２９の抵抗値を任意に変えることによ
り最も観察に適した静電吸着電圧に設定できる。すなわ
ち抵抗値を小さくすることにより静電吸着電圧は高く設
定でき、抵抗値を大きくすることにより静電吸着電圧は
低く設定できる。

【００３４】さらにまた、電流計３１により電流値を読
むことによりウエハ１０の有無またはウエハ１０の吸着
・脱離を検出できる。

【００３５】（２）荷電粒子線を用いた半導体検査方法
の例 この実施例では、先ず、半導体ウエハ１０としてＳｉウ
エハを試料室７内移動ステージ８上の静電吸着装置９の
所定の吸着面位置にスイッチ２６をａの状態で、スイッ
チ３２もａの状態で載置した。

【００３６】次いでスイッチ２６をｂの状態にし、スイ
ッチ３２もｂの状態にしてウエハ１０自体に負の高電圧
を可変電源２４により印加することによりウエハ１０を
静電吸着する。ここでウエハ１０を吸着するにあたって
は抵抗器２９の値Ｒ２を小さく、すなわち静電吸着電圧
を高くなるように設定し、ウエハ１０を吸着した後は抵
抗器２９の値Ｒ２をウエハ１０が脱離せずかつ観察に悪
影響を及ぼさない程度に大きく、すなわち静電吸着電圧
を低くなるように設定した。

【００３７】その後欠陥検出を終え、Ｓｉウエハ１０を
試料室７に接続されたロードロック室１９から取り出す
際は、リターディング電圧を止め、抵抗器２９も短絡す
る、すなわちスイッチ２６をａの状態に、スイッチ３２
もａの状態にする。

【００３８】このようにして、Ｓｉウエハ１０の静電吸
着装置９と、Ｓｉウエハ１０にリターディング電圧を印
加することでウエハ１０への電子線の照射エネルギを制
御する手段とを備え、静電吸着電圧とリターディング電
圧を共用することにより、実施例１と同様にウエハ１０
の反りが数百μｍから数μｍ以内におさえられ、電子線
３の焦点深度以内におさまった。さらに、リターディン
グ電圧により最適なエネルギの電子線３をウエハ１０に
照射できたので、回路パターンの欠陥がうまく見つかっ
た。

【００３９】また、電極２１と接地間に抵抗器２９を配
設し、電極２１と電極２１上に抵抗値Ｒ１を有する絶縁
体２２を介して載置した半導体ウエハ１０との間の電位
変化を検出する電圧計２７，抵抗器２９の両端の電位変
化を検出する電圧計３０を配設することにより、ウエハ
１０を吸着するにあたっては静電吸着電圧を高く設定す
ることによって確実にウエハ１０を吸着できた。ウエハ
１０吸着後はウエハ１０が脱離せずかつ観察に悪影響を
及ぼさない程度に静電吸着電圧を低く設定することもで
きた。

【００４０】さらにまた、抵抗器２９と接地間に配設し
た電流計３１の電流値を読むことによってウエハ１０の
有無またはウエハ１０の吸着・脱離が検出できた。

【００４１】〈実施例３〉 （１）荷電粒子線を用いた半導体検査装置の構成例 図４は、実施例１，実施例２に示した装置と同様の目的
で構成された電子線による半導体ウエハ自動外観検査装
置の要部の縦断面図である。基本的には実施例１の図
１，図２，実施例２の図３に示した装置と同一構成であ
るが、異なる点は静電吸着装置９を、半導体ウエハ１０
に印加するリターディング電圧に耐え得る絶縁体２２で
構成した点である。

【００４２】これにより、電子銃２から引き出された数
ｋＶ以上のエネルギをもった電子線３を、ウエハ１０寸
前で減速し、最も観察に適したエネルギにしたうえでウ
エハ１０に照射することができる。

【００４３】（２）荷電粒子線を用いた半導体検査方法
の例 この実施例では、先ず、半導体ウエハ１０としてＳｉウ
エハを試料室７内移動ステージ８上の静電吸着装置９の
所定の吸着面位置にスイッチ２６をａの状態で載置し
た。

【００４４】次いでスイッチ２６をｂの状態にしてウエ
ハ１０自体に負の高電圧を可変電源２４により印加する
と共にウエハ１０を静電吸着する。

【００４５】その後欠陥検出を終え、Ｓｉウエハ１０を
試料室７に接続されたロードロック室１９から取り出す
際は、スイッチ２６をａの状態にしリターディング電圧
を止めると共にウエハ１０を脱離する。

【００４６】このようにして、Ｓｉウエハ１０の静電吸
着装置９と、Ｓｉウエハ１０にリターディング電圧を印
加することでウエハ１０への電子線の照射エネルギを制
御する手段とを備え、ウエハ１０に印加するリターディ
ング電圧に耐え得る絶縁体２２で静電吸着装置９を構成
することにより、実施例１，実施例２と同様にウエハ１
０の反りが数百μｍから数μｍ以内におさえられ、電子
線３の焦点深度以内におさまった。さらに、リターディ
ング電圧により最適なエネルギの電子線３をウエハ１０
に照射できたので、回路パターンの欠陥がうまく見つか
った。

【００４７】〈実施例４〉 （１）荷電粒子線を用いた半導体製造装置の構成例 図５は、他の一実施例を示す電子線による低加速電圧描
画装置の要部の縦断面図である。１は電子光学系であ
り、電子銃２，電子銃２から引き出された電子線３，排
気系４によって真空排気された鏡体５に組み込まれた電
子レンズ（収束レンズ６ａ，対物レンズ６ｂ）から構成
され、電子線３は試料室７の移動ステージ８上に取り付
けられた静電吸着装置９に吸着保持された試料基板とな
る半導体ウエハ１０上に微細収束される。電子線３は同
時に偏向器３３により二次元的に高精密・高精度で走査
偏向される構造となっている。電子線３の走査範囲は小
さいので、半導体ウエハ１０を移動ステージ８により移
動させて、不図示のコンピュータによる制御で所望の回
路パターンどおりに半導体ウエハ１０上の電子線用レジ
ストに直接微細パターンを描画する。

【００４８】静電吸着装置９は、電極２１と絶縁体２２
とで構成されている。半導体ウエハ１０の静電吸着電源
２３は電源２４によりフローティングする構造となって
いる。

【００４９】これにより、電子銃２から引き出された数
ｋＶ以上のエネルギをもった電子線３を、ウエハ１０寸
前で減速し、最も加工に適したエネルギにしたうえでウ
エハ１０に照射することができる。

【００５０】（２）荷電粒子線を用いた半導体製造方法
の例 この例は、図５の装置を用いて半導体ウエハ１０上のレ
ジストに微細パターンを直接露光する電子線直接描画に
ついて説明するものである。先ず、半導体ウエハ１０と
してＳｉウエハを真空排気したロードロック室１９から
ゲートバルブ１８を介して搬送装置２０により真空排気
した試料室７内に搬送し、移動ステージ８上の静電吸着
装置９の所定の吸着面位置にスイッチ２５をａ，スイッ
チ２６をａの状態で載置した。その後、スイッチ２５を
ｂの状態にしてウエハ１０を吸着後、スイッチ２６をｂ
の状態にしてウエハ１０自体に負の高電圧すなわちリタ
ーディング電圧を印加した。

【００５１】次いで、電子光学系１によって収束電子線
３をつくり、ウエハ１０表面を電子線３で走査しなが
ら、また移動ステージ８によりウエハ１０も移動しなが
ら所望の回路パターンどおりに半導体ウエハ１０上のレ
ジストに直接微細パターンを描画した。

【００５２】加工終了後、電子線３を止めて、移動ステ
ージ８上の静電吸着装置９のスイッチ２６をａの状態に
してウエハ１０自体を接地し、スイッチ２５をａの状態
にし、静電吸着電圧及びリターディング電圧を止め、Ｓ
ｉウエハ１０を試料室７に接続されたロードロック室１
９を介して取り出した。

【００５３】このようにして、Ｓｉウエハ１０の静電吸
着装置９と、ウエハ１０に電圧を印加することでウエハ
１０への電子線の照射エネルギを制御する手段とを備
え、静電吸着装置９をウエハ１０に印加する電圧にフロ
ーティングすることにより、ウエハ１０の反りが数百μ
ｍから数μｍ以内におさえられ、電子線３の焦点深度以
内におさまった。さらに、リターディング電圧により最
適なエネルギの電子線３をウエハ１０に照射できたの
で、近接効果を低減し、露光感度の向上ができた。

【００５４】この例は、実施例１に示した装置と同様の
静電吸着装置９と、ウエハ１０に電圧を印加し、ウエハ
１０への電子線３の照射エネルギを制御する手段とを用
いたものであるが、実施例２，実施例３に示した装置と
同様の静電吸着装置９とウエハ１０への電子線３の照射
エネルギを制御する手段とを用いても同様の結果が得ら
れた。

【００５５】なお、これまでの実施例では、走査形電子
顕微鏡，電子線直接描画装置に適用したが、電子線によ
り半導体回路パターン寸法を計測する測長装置等にも適
用できる。

【００５６】さらに、本発明による荷電粒子線を用いた
理化学装置，半導体製造及び検査装置は、イオンビーム
等ほかの荷電粒子線を照射し試料基板表面を観察，分析
または加工する装置にも適用できる。

【００５７】

【発明の効果】本発明に従って、試料基板を静電吸着す
る静電吸着手段と、試料基板の装置基準電位からの電圧
を可変として、試料基板への荷電粒子線の照射エネルギ
を制御する手段とを備える構造とすることにより、試料
基板の反りを矯正し平坦化が可能となり、試料基板の反
りが電子線の焦点深度以内におさまると共に、最適なエ
ネルギの電子線を試料基板に照射できる。これにより半
導体ウエハの高感度な観察、または微細加工が実現で
き、半導体素子の歩留まりを向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例となる荷電粒子線を用いた半
導体検査装置の要部の縦断面図。

【図２】図１の静電吸着装置の斜視図。

【図３】本発明の一実施例となる荷電粒子線を用いた半
導体検査装置の要部の縦断面図。

【図４】本発明の一実施例となる荷電粒子線を用いた半
導体検査装置の要部の縦断面図。

【図５】本発明の一実施例となる荷電粒子線を用いた半
導体製造装置の要部の縦断面図。

【符号の説明】

１…電子光学系、２…電子銃、３…電子線、４…排気
系、５…鏡体、６ａ…収束レンズ、６ｂ…対物レンズ、
７…試料室、８…移動ステージ、９…静電吸着装置、１
０…試料基板（半導体ウエハ）、１１…偏向器、１２…
レーザ干渉計、１３…制御系、１４…ウイーンフィル
タ、１５…二次電子検出器、１６…増幅器、１７…画像
処理系、１８…ゲートバルブ、１９…ロードロック室、
２０…搬送装置、２１…電極、２２…絶縁体、２３…静
電吸着電源、２４…リターディング電源、２５…スイッ
チ、２６…スイッチ。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｈ０１Ｊ 37/20 Ｈ０１Ｊ 37/317 Ｂ 37/317 Ｈ０１Ｌ 21/68 Ｋ Ｈ０１Ｌ 21/68 Ｇ０１Ｒ 31/28 Ｌ (72)発明者 安藤 公明 東京都国分寺市東恋ケ窪一丁目280番地 株式会社日立製作所中央研究所内 (72)発明者 依田 晴夫 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 (72)発明者 黒田 勝広 東京都国分寺市東恋ケ窪一丁目280番地 株式会社日立製作所中央研究所内 (72)発明者 金友 正文 東京都国分寺市東恋ケ窪一丁目280番地 株式会社日立製作所中央研究所内

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】試料室内に保持された試料基板に荷電粒子
   線を照射し前記試料基板の表面を観察，分析または加工
   する手段を有してなる理化学装置，半導体製造及び検査
   装置であって、電極上に絶縁体を介して前記試料基板を
   載置し、前記電極と前記試料基板との間に電圧を印加す
   ることによって、前記試料基板を静電吸着する静電吸着
   手段と、前記試料基板の装置基準電位からの電圧を可変
   として、前記試料基板への荷電粒子線の照射エネルギを
   制御する手段とを備えることを特徴とする荷電粒子線を
   用いた理化学装置，半導体製造及び検査装置。
2. 【請求項２】前記静電吸着手段を前記試料基板に印加す
   る電圧にフローティングする構成としてなる請求項１に
   記載の荷電粒子線を用いた理化学装置，半導体製造及び
   検査装置。
3. 【請求項３】静電吸着電圧と前記試料基板に印加する電
   圧を共用する構成としてなる請求項１に記載の荷電粒子
   線を用いた理化学装置，半導体製造及び検査装置。
4. 【請求項４】電極と電極上に絶縁体を介して載置した試
   料基板との間の電位変化を検出する電圧検出手段を設
   け、電極と接地間に抵抗を設け、前記抵抗の両端の電位
   変化を検出する電圧検出手段を設け、さらに電流検出手
   段を設けて、前記試料基板の有無または前記試料基板の
   吸着・脱離を検出し、静電吸着電圧を制御し得るように
   構成してなる請求項３に記載の荷電粒子線を用いた理化
   学装置，半導体製造及び検査装置。
5. 【請求項５】前記試料基板に印加する電圧に耐え得る絶
   縁体を有してなる請求項１に記載の荷電粒子線を用いた
   理化学装置，半導体製造及び検査装置。
6. 【請求項６】請求項１乃至５のいずれか一つに記載され
   た荷電粒子線を用いた理化学装置，半導体製造及び検査
   装置を用いて、前記試料基板に荷電粒子線を照射し前記
   試料基板の表面を観察，分析または加工するに際し、電
   極と試料基板との間に電圧を印加することによって、前
   記試料基板を静電吸着する工程と、前記試料基板の装置
   基準電位からの電圧を可変として、前記試料基板への荷
   電粒子線の照射エネルギを制御する工程とを有してなる
   荷電粒子線を用いた理化学装置，半導体製造及び検査装
   置。
7. 【請求項７】請求項３または４に記載された前記荷電粒
   子線を用いた理化学装置，半導体製造及び検査装置を用
   いて、前記試料基板に荷電粒子線を照射し前記試料基板
   の表面を観察，分析または加工するに際し、前記試料基
   板の有無または前記試料基板の吸着・脱離を検出する工
   程と、前記試料基板の吸着前は抵抗値を低く設定し、試
   料基板吸着後は抵抗値を高く設定し、静電吸着電圧を制
   御する工程とを有してなる荷電粒子線を用いた理化学装
   置，半導体製造及び検査装置。
8. 【請求項８】請求項３または４に記載された前記荷電粒
   子線を用いた理化学装置，半導体製造及び検査装置を用
   いて、前記試料基板に荷電粒子線を照射し前記試料基板
   の表面を観察，分析または加工を終え、試料基板に印加
   した電圧を止めるに際し、電極と接地間の抵抗を短絡す
   る工程を有してなる荷電粒子線を用いた理化学装置，半
   導体製造及び検査装置。