TWI750569B - 荷電粒子線裝置 - Google Patents

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Abstract

本發明之目的在於提供一種能夠依據按每種光參數而變化之光之吸收特性，儘可能地提高試樣之觀察圖像之對比度之荷電粒子線裝置。本發明之荷電粒子線裝置使對試樣照射之光之偏光面等光參數變化，並產生具有與已變化之光參數對應之對比度之觀察圖像。又，根據試樣之形狀圖案之特徵量特定出如試樣之光吸收係數為最大之光參數(參照圖5)。

Description

荷電粒子線裝置
本發明係關於一種將荷電粒子線照射至試樣的荷電粒子線裝置。
於半導體元件的製造製程中，為了提高良率，而利用掃描電子顯微鏡(SEM：Scanning Electron Microscope)進行之線上檢查測量成為重要檢查項目。尤其是使用具有幾kV以下之加速電壓之電子束的低加速SEM(LV SEM：Low Voltage SEM)，由於電子束之穿透深度較淺，可獲得表面資訊豐富之圖像，故而對微影製程中之抗蝕圖案或預製程中之閘極圖案等二維形狀之檢查測量極其有用。然而，微影製程中所利用之抗蝕劑或抗反射膜等有機材料彼此組成接近，或者構成電晶體之矽系半導體材料彼此組成接近，因此難以獲得來自材料之二次電子釋出之差。由此種材料所構成之試樣由於SEM之圖像對比度變低，故而半導體元件之超微細圖案或缺陷之視認性降低。作為SEM之視認性提高方法，已知有加速電壓或照射電流等觀察條件之調整法或自試樣釋出之電子之能量鑑別技術，但因條件導致解析度或攝像速度成為問題。
於專利文獻1中揭示有一種技術，其係藉由對SEM之觀察區域照射光來控制SEM之圖像對比度。由於因光照射而產生激發載子，故而半導體或絕緣體之導電率變化。材料之導電率之差反映於SEM圖像之電位對比度中。藉由利用光照射控制SEM之電位對比度，可檢測半導體元件等之導通不良部位。於專利文獻2中揭示有一種方法，其著眼於取決於所照射之光之波長的光之吸收特性之差，藉由選擇複數種光之波長來控制SEM之圖像對比度。 先前技術文獻 專利文獻
專利文獻1：日本專利特開2003-151483號公報 專利文獻2：日本專利第5190119號公報
[發明所欲解決之問題]
專利文獻1或專利文獻2係藉由根據材料間之光吸收特性之差決定光之波長，而對SEM之圖像對比度進行控制。然而，材料之光之吸收特性亦在很大程度上取決於波長以外之光參數，因此若僅對單一之光參數進行控制，則無法充分地利用光之吸收特性之差。進而，於具有週期圖案之半導體元件中，光之吸收特性不僅取決於材料，亦取決於半導體元件之圖案，因此若僅對單一之光參數進行控制，則難以高精度地控制SEM之圖像對比度。
本發明係鑒於上述問題而成者，目的在於提供一種能夠依據按每種光參數而變化之光之吸收特性，儘可能地提高試樣之觀察圖像之對比度之荷電粒子線裝置。 [解決問題之技術手段]
本發明之荷電粒子線裝置使對試樣照射之光之偏光面等光參數變化，並產生具有與已變化之光參數對應之對比度之觀察圖像。又，根據試樣之形狀圖案之特徵量特定出如試樣之光吸收係數為最大之光參數。 [發明之效果]
根據本發明之荷電粒子線裝置，對試樣照射具有不同光參數之光而獲取觀察圖像，因此藉由使用與試樣之光吸收特性對應之適當之光參數，可提高觀察圖像之對比度。
＜關於本發明之基本原理＞ 以下，首先對本發明之基本原理進行說明，其次對本發明之具體實施形態進行說明。本發明決定成為最高之圖像對比度之光照射條件(光參數)，而提供圖案或缺陷之視認性較高之圖像對比度。本發明特定出包含複數個光照射之參數的適當之光照射條件(偏光面、照射方向、照射角度、波長、光之照射週期、光之每單位時間之照射量)。藉由對試樣照射光，而在試樣中根據光子數而激發載子，從而電子狀態變化。光照射下之二次電子之釋出量成為式(1)。ΔS為藉由光照射所得之釋出電子之放大量，α為材料之吸收係數，Dpulse 為向試樣之每單位時間之光之照射量。
[數式1]
Figure 02_image003
每單位時間之光之照射量由式(2)所表示。Wave 為光之平均輸出，fpulse 為脈衝雷射情形時之頻率，Nshot 為每單位時間內照射之脈衝數。於連續地振盪光之連續雷射中，光之平均輸出成為每單位時間之光之照射量Dcw 。
[數式2]
Figure 02_image005
吸收係數α由式(3)所表示。κ為消光係數，λ為光之波長。
[數式3]
Figure 02_image007
消光係數κ由式(4)所表示。R為對光強度之反射率，θ為光之相位之偏移。
[數式4]
Figure 02_image009
反射率R根據偏光面是否為P偏光與S偏光中之任一者而不同，分別由式(5)、(6)所表示。Rp 為P偏光之反射率，Rs 為S偏光之反射率。N為材料之複數折射率，ϕ為照射角度。即，可知二次電子之釋出效率不僅取決於波長，亦取決於光之每單位時間之照射量、偏光面、光之照射角度。
[數式5]
Figure 02_image011
[數式6]
Figure 02_image013
＜實施形態1＞ 於本發明之實施形態1中，對如下荷電粒子線裝置進行描述，即，藉由對間斷地照射之光之偏光面及其他光參數進行控制，而控制電子束照射時之來自試樣之釋出電子之釋出量，從而實現具有較高之圖像對比度之圖像獲取。
圖1係本實施形態1之荷電粒子線裝置1之構成圖。荷電粒子線裝置1構成為藉由對試樣8照射電子束30(一次荷電粒子)而獲取試樣8之觀察圖像之掃描式電子顯微鏡。荷電粒子線裝置1具備電子光學系統、載台機構系統、電子束控制系統、光照射系統及主操作台16。
電子光學系統包括電子槍2、偏向器3、電子透鏡4、檢測器5。載台機構系統包括XYZ載台6及試樣保持器7。電子束控制系統包括電子槍控制部9、偏向信號控制部10、檢測控制部11及電子透鏡控制部12。光照射系統包括光源13、光控制部14、光照射部24及輸入設定部21。主操作台16具備圖像形成系統及輸入輸出系統。圖像形成系統包括具備與偏向信號同步之檢測取樣功能之圖像處理部17及圖像信號處理部19。輸入輸出系統包括電子束30之攝像條件之輸入設定部21及顯示部20。
自電子槍2加速之電子束30被電子透鏡4聚焦並照射至試樣8。偏向器3控制電子束30對試樣8上之照射位置。檢測器5檢測藉由對試樣8照射電子束30而自試樣8釋出之釋出電子(二次荷電粒子)。輸入設定部21係用以供使用者指定輸入加速電壓、照射電流、偏向條件、檢測取樣條件、電子透鏡條件等之功能部。
光源13出射對試樣8照射之光。光源13係能夠於輸出波長為紫外線至近紅外之區域內輸出單波長或多波長之雷射。自光源13釋出之光經由裝置殼體23所具備之玻璃窗22，照射至設置於真空中之試樣8。光控制部14對表示光源13所出射之物理特性之光參數進行控制。使用者經由輸入設定部21對光控制部14指定光參數。
圖2表示用以於控制為使用者所設定之波長/偏光面/照射量後對試樣8照射光源13所出射之光之構成。一般而言，作為偏光面，有直線偏光及圓偏光。直線偏光有P偏光及S偏光，圓偏光有左旋及右旋。光照射部24控制所照射之光之波長/偏光面/照射量。光照射部24例如可包括波長變換部/偏光控制部/強度控制部。偏光控制部係能夠變更光之偏光面之零件，作為示例，有線柵類型或利用材料本身所具有之雙折射現象之結晶類型。強度控制部例如能夠藉由光之脈衝寬度來控制光強度。光照射部24可使用該等器件來變更光參數。
圖3A表示光控制部14依據經由輸入設定部21而設定之條件對光參數進行控制之構成例。光控制部14藉由對光照射部24所具備之各控制元件進行控制，而控制對試樣8照射之光之光參數。光控制部14進而控制光源13所出射之光之波長等光參數。於圖3A中，示出了對偏光面與每單位時間之照射量進行控制之構成例。光照射部24包括偏光變換板32及光量可變濾光器33，且光控制部14控制該等。
自光源13照射之光經偏光變換板32變換成輸入設定部21所指定之偏光面。光量可變濾光器33以成為輸入設定部21所指定之每單位時間之照射量之方式控制光量。已調整偏光面及每單位時間之照射量之光經由調整反射鏡31及玻璃窗22照射至試樣8。
圖3B表示對光之波長及偏光面進行控制之構成例。光照射部24包括波長變換部34及偏光變換板32。自光源13照射之光經波長變換部34調整為以輸入設定部21所指定之波長被照射，且經偏光變換板32控制偏光面。
圖4係顯示部20所提供之GUI(Graphical User Interface)之例。圖像獲取操作指定部206係設定電子束30之加速電壓/照射電流/掃描速度/照射間隔，並且設定所照射之光之取樣週期/每單位時間之照射量/波長/照射角度/照射強度(脈衝寬度)之欄。偏光面設定部205係設定光之偏光面之欄。例如可自P偏光/S偏光/圓偏光/橢圓偏光中選擇任一者。顯示部201A顯示不照射光之情形時之SEM圖像，顯示部201B顯示照射具有已設定之偏光面之光時之SEM圖像。差分圖像顯示部202顯示顯示部201A與201B所顯示之SEM圖像之差分圖像。圖像處理部17藉由自照射光時之SEM圖像減去未照射光時之SEM圖像，而產生差分圖像。使用者經由差分圖像確認經光照射強調之部分，藉此可確認藉由光照射所獲得之對比度之提高效果。拍攝開始按鈕203係以開始拍攝試樣8之觀察圖像之方式對荷電粒子線裝置1進行指示之按鈕。差分圖像化按鈕204係以產生差分圖像之方式對荷電粒子線裝置1進行指示之按鈕。
圖5係根據圖案形狀調整偏光面並進行拍攝所得之SEM圖像之例。作為試樣8，使用於抗反射膜41之上塗佈有抗蝕劑42者。形成於抗反射膜41上之抗蝕劑42形成為間距不同之線與間隙。關於圖5所示之評價中所使用之抗蝕劑42與抗反射膜41之吸收係數最高之波長，抗蝕劑42為200 nm，抗反射膜41為400 nm。線與間隙之間距寬度係線間距A為間距寬度500 nm，線間距B為間距寬度250 nm。電子束之照射條件為加速電壓0.8 keV、照射電流15 pA，掃描速度為TV(Television，電視)速率掃描。光照射條件設為波長400 nm、光之每單位時間之照射量100 mW，偏光面設為P偏光與S偏光。照射角度為30度。檢測取樣頻率為100 MHz。
關於線間距A，於照射P偏光時，抗反射膜41之圖像明度與抗蝕劑42相比變得明亮，因此於抗反射膜41與抗蝕劑42之間圖像對比度提高。相對於此，於照射S偏光時，抗反射膜41與抗蝕劑42之間之對比度較低。於本照射條件下，P偏光被抗反射膜41有效率地吸收，因此可獲得較高之圖像對比度。關於線間距B，於照射S偏光時，光被抗反射膜41有效率地吸收，因此圖像對比度提高。相對於此，於照射P偏光時，圖像對比度變低。
＜實施形態1：總結＞ 本實施形態1之荷電粒子線裝置1藉由一面改變包含光之偏光面之光參數一面針對每種光參數產生試樣8之觀察圖像，而產生具有按每種光參數而不同之對比度之觀察圖像。藉此，可根據針對各光參數之試樣8之光吸收特性獲得分別具有不同之對比度之觀察圖像。因此，藉由根據試樣8之光吸收特性選擇光參數，可提高觀察圖像之視認性。
本實施形態1之荷電粒子線裝置1產生與各光參數對應之分別具有不同之對比度之觀察圖像，並且產生觀察圖像間之差分圖像，並顯示於差分圖像顯示部202上。藉此，可明確地視認分別具有不同之對比度之觀察圖像間之差異。
於圖5中，示出了調整偏光面作為光參數之例，但亦可藉由根據試樣8之光吸收特性調整其他光參數來調整觀察圖像之對比度。例如可調整光之每單位時間之照射量、脈衝寬度、照射角度(仰角)、波長、照射方向(方位角)、光之照射週期等。照射角度係於垂直面上在垂線(Z軸)與電子束30之間形成之角度。照射方向係於水平面上在電子束30與任意座標軸(XY軸)之間形成之角度。
＜實施形態2＞ 於本發明之實施形態2中，對如下構成例進行說明，即，於提取試樣8之形狀圖案之特徵量後，依據該特徵量控制對試樣8照射之光之光參數。
圖6係本實施形態2之荷電粒子線裝置1之構成圖。本實施形態2之荷電粒子線裝置1具備實施形態1中所說明之構成、以及特徵量提取部18及光參數特定部15。特徵量提取部18獲取試樣8之形狀圖案，並提取該形狀圖案之特徵量。光參數特定部15依據該特徵量，決定對試樣8照射之光之吸收係數為最大之參數。特徵量提取部18自SEM圖像、釋出電子信號、設計資料等，提取形狀圖案之尺寸/密度/週期/面積/輪廓線/構成試樣8之材料之光物性等特徵量。關於記憶裝置81，將於後文敍述。
圖7係對光參數特定部15決定光參數之順序進行說明之流程圖。以下，對圖7之各步驟進行說明。
(圖7：步驟S1～S3) 使用者插入試樣8，載台機構系統將試樣移動至觀察位置(S1)。使用者設定電子束30之照射電流等照射條件，圖像處理部17依據該照射條件獲取試樣8之SEM圖像(S2)。特徵量提取部18自S2中所獲得之SEM圖像提取試樣8之形狀圖案及其特徵量(S3)。
(圖7：步驟S4～S6) 光參數特定部15將光參數(例如每單位時間之照射量)暫時設定為任一值(S4)。光控制部14與光照射部24使用該光參數對試樣8照射光(S5)。圖像處理部17獲取試樣8之SEM圖像，並且算出SEM圖像之對比度(S6)。一面變更光參數之值，一面反覆進行步驟S4～S6。例如，於在步驟S4中暫時設定每單位時間之照射量作為光參數之情形時，一面變更照射量之數值，一面於可設定之數值範圍之整個範圍內反覆進行S4～S6。
(圖7：步驟S7) 光參數特定部15對光參數之各值下之對比度、與未照射光時之圖像對比度分別進行比較。光參數特定部15採用對比度最高之值。於未照射光時之對比度最高之情形時，採用「無照射」作為光參數。
(圖7：步驟S4～S7) 針對光參數之所有組合反覆實施步驟S4～S7。例如，於對每單位時間之照射量實施S4～S7後，對波長實施S4～S7。對於其他光參數，亦同樣地實施。作為光參數之組合，可列舉可於圖4之圖像獲取操作指定部206上進行指定之各參數。
圖8A表示使用傅立葉變換作為提取具有週期性形狀之試樣之形狀之特徵量的方法之例。依據利用輸入設定部21設定之照射條件對試樣8照射電子束30，檢測器5檢測自試樣8釋出之釋出電子。圖像處理部17將釋出電子信號圖像化。特徵量提取部18於對SEM圖像進行傅立葉變換後，藉由頻率分析對試樣8之形狀圖案進行解析，而提取尺寸、間距等特徵量。自圖像中心至亮點或明線為止之寬度為各形狀之圖案頻率，圖案尺寸可自圖案頻率之反數算出。
於圖8A中，fx 為試樣之X方向之圖案頻率，fy 為Y方向之圖案頻率。於圖8A中，可知fx 為小於fy 之值。設為X方向之圖案密度Px 、Y方向之圖案密度Py ，Px 係以FOV與fx 之乘積求出，Py 係以FOV與fy 之乘積求出。於圖8A中，圖案頻率較低之X方向之圖案密度Px 變得低於圖案頻率較高之Y方向之圖案密度Py 。
圖8B係對根據特徵量決定偏光面之方法進行說明之圖。圖8B之橫軸係光之波長λ與圖案頻率f之乘積，相當於表示繞射效率之參數。縱軸係與針對試樣之P偏光與S偏光分別對應之吸收係數。本曲線圖可預先根據光學模擬或實測而資料庫化。圖8B示出了波長為λ1 時之值。於λ1 fx 中，S偏光較P偏光而言試樣8對光之吸收係數更高，於λ1 fy 中，P偏光下之試樣8之光吸收係數更大。如式(1)所示，照射試樣8之光吸收係數較大之偏光面之光，圖像明度之變化增加，對比度亦提高。
為了使針對X方向之圖案與Y方向之圖案的對比度之提高效果變得均勻，S偏光之光強度Is 與P偏光之光強度Ip 亦可藉由利用S偏光及P偏光各自之吸收係數αs 、αp 與圖案密度Px 、Py 之乘積(αs Px 、αp Py )進行除法運算來調整。詳細內容將於下述實施形態3中進行說明。
圖9表示自試樣8之SEM圖像提取圖案形狀之特徵量，根據各圖案使用光之吸收係數最高之光參數而獲取之觀察圖像。作為試樣8，使用於基底之矽基板43上形成氧化膜45並於氧化膜45上形成有多晶矽44者。多晶矽44形成為在XY方向上間距不同之島嶼形狀。電子束30之照射條件為加速電壓1.5 keV、照射電流300 pA、掃描速度150 nsec/像素。光照射條件為波長535 nm，偏光面係根據欲提高對比度之圖案而照射P或S偏光。檢測取樣頻率為400 MHz。
自圖8B可知，關於X方向之圖案頻率fx ，與S偏光對應之吸收係數較高，關於Y方向之圖案頻率fy ，與P偏光對應之吸收係數較高。此處，考慮到圖案密度Px 、Py 與吸收係數αs 、αp ，而將S偏光之每單位時間之光之照射量設為7 mW，將P偏光之每單位時間之光之照射量設為10 mW。於圖9之例中，在照射S偏光之情形時，成為X方向之形狀圖案之氧化膜45被強調之圖像對比度，相對於Y方向之圖案之變化較小。相對於此，在照射P偏光之光之情形時，與相對於X方向之圖案之圖像明度變化相比，Y方向圖案之氧化膜45之圖像明度增加，而強調Y方向之對比度。如此，藉由使用包含與圖案形狀之方向對應之偏光面之光照射參數，可進行任意之對比度控制。
圖10係本實施形態2中顯示部20所提供之GUI之例。特徵量提取欄212可選擇提取特徵量之方法。例如，可列舉：圖8A中所例示之觀察圖像之傅立葉解析、以及自設計資料提取形狀圖案之特徵量之方法、於觀察圖像上測量圖案尺寸之方法等。
於將特徵量、與可將具有該特徵量之試樣8之圖像對比度提高至最高之光參數之間之對應關係預先作為資料庫進行儲存之情形時，光參數特定部15藉由參照該資料庫，可自動地特定出與所提取之特徵量對應之光參數。於該情形時，無需實施圖7之流程圖，可於圖10之畫面上自動選擇與特徵量對應之各光參數。資料庫例如可藉由以下方式構成，即，將記載有特徵量與光參數之對應關係之資料儲存於記憶裝置81中。
顯示部207與208分別顯示不同之光參數下之觀察圖像。光照射條件監視部209顯示各光參數之當前值。攝像條件顯示部210及211分別顯示與顯示部207及208對應之攝像條件。
＜實施形態2：總結＞ 本實施形態2之荷電粒子線裝置1根據試樣8之特徵量特定出該特徵量下之光吸收係數最高之光參數，在照射具有該光參數之光後獲取觀察圖像。藉此，可針對試樣8之形狀圖案之每個儘可能地提高觀察圖像之對比度。
本實施形態2之荷電粒子線裝置1係藉由參照記載有特徵量與光參數之間之對應關係之資料庫，或者依據圖7之流程圖搜索與特徵量對應之光參數，而特定出可提高對比度之光參數。於使用資料庫之情形時，可迅速地特定出最佳之光參數。即便於無法預先準備資料庫之情形時，亦可依據圖7特定出光參數。進而，藉由將依據圖7而特定出之光參數儲存於記憶裝置81中，亦可構建資料庫。
＜實施形態3＞ 圖9中所說明之形狀圖案係形狀圖案之X方向上之特徵量與Y方向上之特徵量彼此不同，因此各方向上之光吸收係數彼此不同。因此，於本發明之實施形態3中，對即便於各觀察方向上之特徵量不同之情形時亦可於各觀察方向上均勻地提高對比度之順序進行說明。荷電粒子線裝置1之構成與實施形態2相同。
圖11A表示測定P偏光與S偏光之照射比率，根據形狀圖案之特徵量調整光之照射量時之光路構成。光量可變濾光器33調整每單位時間之照射量。自光源13釋出P偏光之光，經無偏光分光鏡47分割成2個光路。一個光路保持P偏光之狀態藉由光量可變濾光器33調整每單位時間照射量，經光束監視器49測定P偏光之每單位時間之照射量。另一個光路於使用偏光變換板32將偏光面自P偏光變換成S偏光後，利用光量可變濾光器33調整每單位時間之照射量，利用光束監視器49測定S偏光之每單位時間之照射量。
圖11B係調整照射量後之光路構成。光控制部14依據圖11A之光路構成中所測得之照射量，使用下述順序根據試樣之形狀圖案來控制照射量。光束監視器49為可動式，當每單位時間之照射量之調整結束時，自光路上拆除。
圖12A係對提取試樣之特徵量之順序之一例進行說明之圖。於圖12A中，特徵量提取部18在X方向與Y方向上分別獲取線輪廓，提取線之尺寸或間距等特徵量。於圖12A中，提取線間距作為特徵量。關於線間距，例如可以觀察圖像之明度峰值間隔之形式進行提取。於圖12A中，X方向上之線間距為Lx ，Y方向上之線間距為Ly 。
圖12B係對自特徵量提取部18所提取之特徵量決定光之照射條件之方法進行說明之圖。於圖12B之曲線圖中，橫軸為波長λ與線間距L之比，縱軸為針對試樣8之照射光之吸收係數。於P偏光之每單位時間之照射量Dp 與S偏光之每單位時間之照射量Ds 相等時，各線間距下之對比度變得均勻。各偏光面之每單位時間之照射量係利用式(7)、(8)算出。αP 為相對於波長λ與線間距L之P偏光之吸收係數，αS 為相對於波長λ與線間距L之S偏光之吸收係數，DP pulse 與DS pulse 為對試樣8照射之P偏光與S偏光各自之每單位時間之照射量。藉由以成為Dp ＝Ds 之方式對DP pulse 及DS pulse 中之任一者或兩者進行調整，可使各方向上之對比度變得均勻。
[數式7]
Figure 02_image015
[數式8]
Figure 02_image017
圖12C表示針對每個偏光面控制每單位時間之照射量並進行觀察所得之結果。作為試樣8，使用在基底之碳化矽基板46上形成多晶矽44之圖案而成者。多晶矽44形成為在X方向及Y方向上間距不同之島嶼形狀。電子束30之照射條件為加速電壓0.3 keV、照射電流1 nA、掃描速度20 nsec/像素。光照射條件為波長300 nm、檢測取樣2 nsec。偏光面與每單位時間之照射量係依據圖12A～圖12B中所說明之順序，以對比度成為固定之方式進行控制。
為了使線間距λ1 /dx 與λ1 /dy 各自之對比度之提高效果變得固定，自式(7)、(8)可知，需要以P偏光之每單位時間之照射量相對於S偏光之每單位時間之照射量成為三分之二的方式進行控制。於圖12C之光照射OFF(關閉)之條件中，多晶矽44與碳化矽基板46之對比度差較小。另一方面，對與形狀圖案之特徵量對應之偏光之每種的每單位時間之光之照射量進行控制，結果為可確認到均勻之對比度提高效果。
於本實施形態3中，使用光量可變濾光器33對每單位時間之照射量進行了控制，但於脈衝雷射之情形時，亦可使用脈衝選擇器代替光量可變濾光器33，以相對於S偏光之每單位時間之脈衝數成為三分之二的方式控制P偏光之每單位時間之脈衝數。
圖13係本實施形態3中顯示部20所提供之GUI之一例。於圖13中，自線輪廓提取圖案尺寸作為特徵量。將未照射光之情形時之SEM圖像顯示於顯示部201A，將以已決定之光照射條件拍攝所得之圖像顯示於顯示部201B。偏光面比率調整部213係用於手動調整S偏光與P偏光之比率之滾動條。照射量調整部214係用於調整P偏光與S偏光各自之每單位時間之照射量之滾動條。偏光種類選擇按鈕216用於選擇偏光面。即時圖像顯示部215顯示正在提取光照射條件之SEM圖像。光控制部14依據以上所說明之順序，根據試樣8之特徵量選擇光之偏光面或每單位時間之照射量。其選擇結果自動地反映於圖13之畫面上。
＜實施形態3：總結＞ 本實施形態3之荷電粒子線裝置1依據試樣8之圖案形狀之特徵量特定出光參數，並且依據與各光參數對應之光吸收係數，按每種光參數調整每單位時間之照射量。藉此，可使每種光參數之對比度變得均勻。因此，即便於例如在每個觀察方向上試樣8之特徵量不同之情形時，亦可獲得均勻之對比度。
＜實施形態4＞ 於本發明之實施形態4中，對如下構成例進行說明，即，特定出來自試樣8之釋出電子之效率為最大之光參數，而可獲得具有較高之對比度之觀察圖像。本實施形態4之荷電粒子線裝置1具備實施形態1～3中所說明之構成、以及調整對試樣8照射之光之角度之機構。調整角度以外之光照射條件之功能部(例如光照射部24)亦可設置於調整反射鏡31之前後任一處。
圖14A係藉由對XYZ載台6之傾斜角度進行調整，而對照射至試樣8之光之角度進行控制之例。光控制部14藉由對XYZ載台6指定傾斜角度而控制光之角度。
圖14B係藉由設置於裝置殼體23之外部之反射鏡35來調整對試樣8照射之光之角度之例。光控制部14藉由對反射鏡35指定傾斜角度而控制光之角度。
藉由例如使用波長可變之脈衝雷射作為光源13，可控制脈衝寬度或每單位時間之照射脈衝數。脈衝寬度或每單位時間之照射脈衝數可藉由脈衝雷射所搭載之功能進行調整，亦可藉由組入至照射光學系統之其他功能進行調整。例如可藉由Q開關調整脈衝寬度，且藉由使用普克爾斯盒之脈衝選擇器調整每單位時間之照射脈衝數。脈衝雷射之偏光可使用與實施形態3相同之構成來調整。
圖15A係在XY方向上分別獲取SEM圖像之明度之柱狀圖之例。作為試樣8，使用與圖12A相同者。明度柱狀圖表示SEM圖像中之各像素之明度值之度數分佈。由於只要可將對比度最佳化即可，故而亦可使用明度差柱狀圖代替明度柱狀圖。進而，亦可使用亮度代替明度。以下，設為使用明度柱狀圖。
圖15B表示使用明度柱狀圖將對比度最大化之順序。認為，為了將圖像對比度最大化，只要特定出明度柱狀圖之度數峰值間隔H變得最大之光參數即可。於圖15B所示之例中，光控制部14首先一面改變波長與偏光面一面製成明度柱狀圖，特定出峰值間隔H為最大之波長與偏光面。其次，光控制部14特定出峰值間隔H為最大之光照射角度。最後，光控制部14特定出峰值間隔H為最大之光之每單位時間之照射量。照射量例如可藉由脈衝寬度、每單位時間中所含之脈衝數、脈衝雷射之平均輸出等進行調整。
可針對每種光參數將峰值間隔H最大化。除圖15B中所例示之光參數以外，對於波長、相對於試樣之照射方向(方位角)、光之照射週期等，亦可分別將峰值間隔H最大化。進行調整之順序可自任意參數開始。亦可針對每個觀察方向調整光參數之最佳值。進而，於依據試樣8之特徵量而決定最佳之光參數之情形時(例如藉由如實施形態1中所說明之順序來決定之情形時)，亦可僅調整除此以外之光參數。例如於在X方向上P偏光最佳且在Y方向上S偏光最佳之情形時，亦可為，關於X方向之明度柱狀圖，將P偏光作為前提且僅將波長最佳化，關於Y方向之明度柱狀圖，將S偏光作為前提且僅將波長最佳化。
圖16係本實施形態4中顯示部20所提供之GUI之例。使用者於光照射條件選擇部217上輸入搜索最佳值之光參數與搜索範圍。於偏光種類選擇部222上勾選要照射之偏光面。可設定所照射之光之波長、每單位時間之照射量、照射角度、光照射間隔、光對試樣之照射方向(方位角)、脈衝寬度。顯示部201A顯示不照射光之情形時之SEM圖像，顯示部201B顯示使用峰值間隔H最大之光參數進行拍攝所得之圖像。即時圖像顯示部215顯示正在搜索光參數之SEM圖像。圖像處理顯示部221顯示所獲取之圖像彼此之合成圖像或差分圖像。使用者於圖像選擇部218內選擇圖像檔案。其次，使用者於運算選擇部219上決定圖像之運算方法。例如，於欲輸出在圖像選擇部218內選擇之A與B圖像之差分圖像之情形時，選擇負號，於欲輸出合成圖像之情形時，選擇正號。當選擇處理開始按鈕220時，圖像處理部17開始圖像處理。
＜實施形態4：總結＞ 本實施形態4之荷電粒子線裝置1以SEM圖像之明度柱狀圖之峰值間隔H變大之方式特定出光參數。藉此，可以提高SEM圖像之圖案對比度之方式將光參數最佳化。
＜實施形態5＞ 於以上實施形態中，對試樣8上之形狀圖案呈直線狀排列，且根據觀察方向使用P偏光或S偏光之例進行了說明，但即便是除此以外之形狀圖案，亦可應用本發明。於本發明之實施形態5中，作為其一例，對以下示例進行說明，即，提高對材料之磁域進行攝影所得之SEM圖像之圖像對比度。荷電粒子線裝置1之構成與實施形態1～4相同。偏光變換板32可為λ/2偏光板或λ/4偏光板，亦可將λ/2偏光板與λ/4偏光板組合。亦可為能夠變換偏光面之其他元件。GUI與圖16相同。
圖17係已使試樣8之磁域之圖像對比度提高之SEM圖像之例。作為試樣8，使用具有磁域不同之區域之鐵薄膜。電子束30之照射條件為加速電壓0.5 keV、照射電流20 pA、掃描速度100 nsec/像素。光照射條件設為波長800 nm，偏光面設為(1)圓偏光 左旋、(2)圓偏光 右旋。於對具有磁域不同之區域之試樣8照射具有左右不同之圓偏光的光之情形時，藉由磁圓偏振二向色性而獲得就每個磁化軸而不同之吸收係數。即，於已控制偏光之光照射下所獲得之SEM圖像具有反映了磁域狀態之對比度。於圖17(1)中，具有相對於地面朝上之分量之磁域的區域之信號量增加，相對於此，於圖17(2)中，具有相對於地面朝下之分量之磁域的區域之對比度增加。進而，使用圖16之GUI獲取圖17之(1)與(2)之差分圖像(圖17(3))。藉由進行差分圖像化，可對因種類不同之偏光面照射引起之對各區域之磁域之影響進行評價。
＜實施形態6＞ 因複數條電子束照射導致1張SEM圖像中所含之形狀圖案之X方向上之特徵量與Y方向上之特徵量彼此不同，因此各方向上之光吸收係數彼此不同。因此，於本發明之實施形態6中，對如下順序進行說明，即，即便於在藉由複數條電子束照射進行之寬視野觀察中各觀察方向上之特徵量不同之情形時，亦在各觀察方向上均勻地提高對比度。對如下荷電粒子線裝置進行敍述，即，藉由對間斷地照射之光之偏光面及其他光參數進行控制，而控制電子束照射時之來自試樣之釋出電子之釋出量，從而實現具有較高之圖像對比度之圖像獲取。
圖18係本實施形態6之荷電粒子線裝置1之構成圖。荷電粒子線裝置1構成為藉由對試樣8照射複數條電子束55、56、57(一次荷電粒子)而寬視野地獲取試樣8之觀察圖像之多光束掃描式電子顯微鏡。荷電粒子線裝置1具備電子光學系統、載台機構系統、電子束控制系統、光照射系統、主操作台16。電子光學系統包括形成並照射複數條電子束之多光束光學器50、檢測器51、52、53。載台機構系統包括XYZ載台6、試樣保持器7。電子束控制系統包括多光束電子束控制部61、檢測控制部(a)58、檢測控制部(b)59、檢測控制部(c)60。光照射系統包括光源13、光控制部14、光照射部24、輸入設定部21。主操作台16具備圖像形成系統及輸入輸出系統。圖像形成系統包括具備與偏向信號同步之檢測取樣功能之圖像處理部17及圖像信號處理部19。輸入輸出系統包括電子束55、56、57之攝像條件之輸入設定部21及顯示部20。特徵量提取部18獲取試樣8之形狀圖案，並提取該形狀圖案之特徵量。光參數特定部15依據該特徵量，決定對試樣8照射之光之吸收係數成為最大之參數。特徵量提取部18自SEM圖像、釋出電子信號、設計資料等，提取形狀圖案之尺寸/密度/週期/面積/輪廓線/構成試樣8之材料之光物性等特徵量。
自多光束光學器50被加速之電子束55、56、57被照射至試樣8，控制電子束55、56、57對試樣8上之照射位置。檢測器5檢測藉由將電子束55、56、57照射至試樣8而自試樣8釋出之釋出電子(二次荷電粒子)。輸入設定部21係用以供使用者指定輸入加速電壓、照射電流、偏向條件、檢測取樣條件、電子透鏡條件等之功能部。
於圖19示出藉由複數條電子束照射所獲取之SEM圖像。如圖19所示，藉由複數條電子束照射可進行SEM觀察，故而可藉由一次觀察而獲取之區域擴大。藉此，可以寬視野進行觀察，故而以1張圖像獲取圖案特徵量不同之區域。於本實施例中，如圖19所示，以雖然圖案間距相同但圖案之形成方向不同之圖案A與圖案B混合存在於一個視野內之試樣及條件進行了拍攝。
首先，實施利用各檢測器所獲取之SEM圖像每個之形狀圖案之特徵量提取。於本實施形態中，對試樣之形狀圖案提取特徵量之方法係自實施例3中所使用之試樣圖案之線間距特定出。
圖20係對根據特徵量來決定光之照射條件之方法進行說明之圖，該特徵量係特徵量提取部18自藉由複數條電子束照射所獲取之各圖像所提取。於圖20之曲線圖中，橫軸為波長λ與線間距L之比，縱軸為針對試樣8之照射光之吸收係數。對圖案A之線間距LA 、與圖案B之線間距LB 進行了繪圖。於對圖案A之每單位時間之照射量DA 與對圖案B之每單位時間之照射量DB 變得相等時，各線間距下之對比度變得均勻。各偏光面之每單位時間之照射量係利用式(9)、(10)算出。
[數式9]
Figure 02_image019
[數式10]
Figure 02_image021
αP(A) 為相對於波長λ與線間距LA 之P偏光之吸收係數，αS(A) 為相對於波長λ與線間距LA 之S偏光之吸收係數，αP(B) 為相對於波長λ與線間距LB 之P偏光之吸收係數，αS(B) 為相對於波長λ與線間距LB 之S偏光之吸收係數。DA 與DB 為對試樣8照射之P偏光與S偏光之每單位時間之照射量。藉由以成為DA ＝DB 之方式對DP pulse 及DS pulse 中之任一者或兩者進行調整，可使各方向上之對比度變得均勻。
圖21表示針對每個偏光面控制每單位時間之照射量並進行觀察所得之結果。作為試樣8，使用於基底之矽70上形成多晶矽71之圖案而成者。多晶矽71係於X方向及Y方向上形成有相同間距之線與間隙，但圖案A與圖案B之圖案形成之相位相差90度而形成。電子束30之照射條件為加速電壓5.0 keV、照射電流5 nA、掃描速度100 nsec/像素。光照射條件為波長405 nm、檢測取樣20 nsec。偏光面與每單位時間之照射量係依據圖20中所說明之順序，以對比度成為固定之方式進行控制。又，GUI與圖13相同。
以圖19所示之形狀圖案之試樣實施觀察。為了使圖案A與B各自中之對比度之提高效果變得固定，自式(9)、(10)可知，需要以針對圖案A之S及P偏光之每單位時間之照射量相對於針對圖案B之S及P偏光之每單位時間之照射量成為二分之一的方式進行控制。於圖21(a)之光照射OFF之條件下，多晶矽44與碳化矽基板46之對比度差較小。又，若於未提取圖21(b)所示之形狀圖案之特徵量而照射光之條件下提取SEM圖像，則於圖案A內和矽與多晶矽之對比度相比，圖案B之矽與多晶矽之對比度差較小，而於圖案A與B中未獲得均勻之對比度提高效果。另一方面，對與形狀圖案之特徵量對應之偏光之每個之每單位時間之光之照射量進行控制，其結果為如圖21(c)所示，圖案A及圖案B均可確認到均勻之對比度提高效果。
於本實施形態6中，使用光量可變濾光器對每單位時間之照射量進行了控制，但若為脈衝雷射之情形，則亦可使用脈衝選擇器代替光量可變濾光器，以相對於S偏光之每單位時間之脈衝數成為三分之二的方式控制P偏光之每單位時間之脈衝數。
本實施形態6之荷電粒子線裝置1依據試樣8之圖案形狀之特徵量特定出光參數，並且依據與各光參數對應之光吸收係數，按每種光參數調整每單位時間之照射量。藉此，可使每種光參數之對比度變得均勻。因此，即便於例如根據每個觀察方向而試樣8之特徵量不同之情形時，亦可獲得均勻之對比度。
＜關於本發明之變化例＞ 本發明並不限於上文所述之實施形態，包含各種變化例。例如，上述實施形態係為了容易理解地說明本發明而進行了詳細說明，未必一定限於具備所說明之所有構成。又，可將某一實施形態之構成之一部分更換成其他實施形態之構成，又，亦可對某一實施形態之構成添加其他實施形態之構成。又，可對各實施形態之構成之一部分進行其他構成之追加、刪除、更換。
於以上實施形態中，作為獲取試樣8之觀察圖像之構成例，對荷電粒子線裝置1構成為掃描電子顯微鏡之例進行了說明，但本發明亦可用於除此以外之荷電粒子線裝置中。即，可將本發明應用於藉由對試樣8照射光而調整二次荷電粒子之釋出效率之其他荷電粒子線裝置。
於以上實施形態中，使用脈衝雷射作為光源13，但亦可使用能夠照射光之其他光源。於圖3中，對使用偏光變換板32來控制偏光之例進行了說明，但亦可使用其他構件來控制偏光。例如，亦可使用λ/4偏光板將直接偏光變換成圓偏光或橢圓偏光。
於實施形態4中，調整光之照射角度之構成並不限於圖14A與圖14B中所例示之構成。例如於圖14B中，亦可藉由對調整反射鏡31之角度進行調整來控制光之照射角度。
於以上實施形態中，作為試樣之形狀圖案所具有之光物性，考慮為試樣8之材料之光吸收率、試樣8之材料之光反射率、試樣8之材料之介電常數、試樣8之材料之阿貝數、試樣8之材料之光折射率等。
於以上實施形態中，為了藉由對試樣8照射光而確實地提高釋出電子之效率，較理想為以較對試樣8照射電子束30之週期更短之時間間隔對試樣8照射光。
於以上實施形態中，主操作台16可藉由電腦等運算裝置來構成。主操作台16所具備之各功能部(圖像處理部17、特徵量提取部18、輸入設定部21)、光控制部14、光參數特定部15可使用安裝有該等功能之電路器件等硬體而構成，亦可藉由使運算裝置執行安裝有該等功能之軟體而構成。
1:荷電粒子線裝置 2:電子槍 3:偏向器 4:電子透鏡 5:檢測器 6:XYZ載台 7:試樣保持器 8:試樣 9:電子槍控制部 10:偏向信號控制部 11:檢測控制部 12:電子透鏡控制部 13:光源 14:光控制部 15:光參數特定部 16:主操作台 17:圖像處理部 18:特徵量提取部 19:圖像信號處理部 20:顯示部 21:輸入設定部 22:玻璃窗 23:殼體 24:光照射部 25:照射光 30:電子束 31:調整反射鏡 32:偏光變換板 33:光量可變濾光器 34:波長變換部 41:抗反射膜 42:抗蝕劑 43:矽基板 44:多晶矽 45:氧化膜 46:碳化矽基板 47:無偏光分光鏡 49:光束監視器 50:多光束光學器 51:檢測器 52:檢測器 53:檢測器 55:電子束 56:電子束 57:電子束 58:檢測控制部(a) 59:檢測控制部(b) 60:檢測控制部(c) 61:多光束電子束控制部 70:矽 71:多晶矽 81:記憶裝置 201A:顯示部 201B:顯示部 202:差分圖像顯示部 203:拍攝開始按鈕 204:差分圖像化按鈕 205:偏光面設定部 206:圖像獲取操作指定部 207:顯示部 208:顯示部 209:光照射條件監視部 210:攝像條件顯示部 211:攝像條件顯示部 212:特徵量提取欄 213:偏光面比率調整部 214:照射量調整部 215:即時圖像顯示部 216:偏光種類選擇按鈕 217:光照射條件選擇部 218:圖像選擇部 219:運算選擇部 220:處理開始按鈕 221:圖像處理顯示部 222:偏光種類選擇部
圖1係實施形態1之荷電粒子線裝置1之構成圖。 圖2表示用以於控制為使用者所設定之波長/偏光面/照射量後對試樣8照射光源13所出射之光之構成。 圖3A表示光控制部14依據經由輸入設定部21而設定之條件對光參數進行控制之構成例。 圖3B表示對光之波長及偏光面進行控制之構成例。 圖4係顯示部20所提供之GUI(Graphical User Interface，圖形使用者界面)之例。 圖5係根據圖案形狀調整偏光面並進行拍攝所得之SEM圖像之例。 圖6係實施形態2之荷電粒子線裝置1之構成圖。 圖7係對光參數特定部15決定光參數之順序進行說明之流程圖。 圖8A表示使用傅立葉變換作為提取具有週期性形狀之試樣之形狀之特徵量的方法之例。 圖8B係對自特徵量決定偏光面之方法進行說明之圖。 圖9表示自試樣8之SEM圖像提取圖案形狀之特徵量，根據各圖案使用光之吸收係數最高之光參數而獲取之觀察圖像。 圖10係實施形態2中顯示部20所提供之GUI之例。 圖11A表示測定P偏光與S偏光之照射比率，根據形狀圖案之特徵量調整光之照射量時之光路構成。 圖11B係調整照射量後之光路構成。 圖12A係對提取試樣之特徵量之順序之一例進行說明之圖。 圖12B係對自特徵量提取部18所提取之特徵量決定光之照射條件之方法進行說明之圖。 圖12C表示針對每個偏光面控制每單位時間之照射量並進行觀察所得之結果。 圖13係實施形態3中顯示部20所提供之GUI之例。 圖14A係藉由對XYZ載台6之傾斜角度進行調整，而對照射至試樣8之光之角度進行控制之例。 圖14B係藉由設置於裝置殼體23之外部之反射鏡35來調整對試樣8照射之光之角度之例。 圖15A係在XY方向上分別獲取SEM圖像之明度之柱狀圖之例。 圖15B表示使用明度柱狀圖將對比度最大化之順序。 圖16係實施形態4中顯示部20所提供之GUI之例。 圖17(1)～(3)係已使試樣8之磁域之圖像對比度提高之SEM圖像之例。 圖18係實施形態6之荷電粒子線裝置1之構成圖。 圖19係藉由複數條電子束照射所獲取之SEM圖像。 圖20係對自特徵量提取部18所獲取之特徵量決定光之照射條件之方法進行說明之圖。 圖21(a)～(c)係表示藉由實施形態6所得之光之照射條件下之對比度控制之效果的圖。
25:照射光
30:電子束
41:抗反射膜
42:抗蝕劑
43:矽基板

Claims (15)

  1. 一種荷電粒子線裝置，其特徵在於：其係對試樣照射荷電粒子線者，且具備：荷電粒子源，其對上述試樣照射一次荷電粒子；光源，其出射對上述試樣照射之光；檢測器，其檢測藉由對上述試樣照射上述一次荷電粒子而自上述試樣產生之二次荷電粒子；圖像處理部，其使用上述檢測器所檢測到之上述二次荷電粒子而產生上述試樣之觀察圖像；光控制部，其對表示上述光之物理特性之光參數進行控制；特徵量提取部，其提取形成於上述試樣上之形狀圖案之特徵量；光參數特定部，其依據上述特徵量特定出如針對上述光之上述試樣之光吸收係數為最大之上述光參數。
  2. 如請求項1之荷電粒子線裝置，其中上述光控制部進而藉由使上述光之偏光面作為上述光參數變化，而使上述圖像處理部產生具有與已變化之上述偏光面對應之對比度之上述觀察圖像。
  3. 如請求項2之荷電粒子線裝置，其中上述光控制部於藉由將上述光之偏光面作為上述光參數控制為第1偏光面，使上述試樣具有與上述第1偏光面對應之第1光吸收係數後，使上述 圖像處理部產生上述觀察圖像，且上述光控制部於藉由將上述光之偏光面作為上述光參數控制為與上述第1偏光面不同之第2偏光面，而使上述試樣具有與上述第2偏光面對應之第2光吸收係數後，使上述圖像處理部產生上述觀察圖像。
  4. 如請求項2之荷電粒子線裝置，其中上述光控制部控制下述至少任一者作為上述光參數：於將上述光投影至水平面上時形成於上述光與上述水平面上之座標軸之間之角度；於將上述光投影至垂直面上時形成於上述光與上述垂直面上之座標軸之間之角度；上述光之波長；上述光之照射週期；及上述光之每單位時間之照射量。
  5. 如請求項2之荷電粒子線裝置，其中上述圖像處理部產生上述光控制部將上述光參數調整為第1參數時之上述試樣之第1觀察圖像、及上述光控制部將上述光參數調整為第2參數時之上述試樣之第2觀察圖像，且上述圖像處理部藉由求出上述第1觀察圖像與上述第2觀察圖像之間之差分而產生差分圖像，上述荷電粒子線裝置進而具備顯示上述差分圖像之顯示部。
  6. 如請求項1之荷電粒子線裝置，其中上述荷電粒子線裝置進而具備記憶部，該記憶部儲存記載有1個以上之上述光參數與上述光吸收係數之間之對應關係之吸收係數資料；且上述光參數特定部藉由參照上述吸收係數資料，而特定出使上述觀察圖像之對比度儘可能地變大之上述光參數。
  7. 如請求項1之荷電粒子線裝置，其中上述特徵量提取部係提取下述至少任一者作為上述特徵量：上述形狀圖案之尺寸；上述形狀圖案之平面密度；上述形狀圖案之重複週期；上述形狀圖案之面積；上述形狀圖案之輪廓線；及構成上述形狀圖案之材料之光物性。
  8. 如請求項1之荷電粒子線裝置，其中上述特徵量提取部使用上述觀察圖像或上述形狀圖案之設計資料來提取上述特徵量。
  9. 如請求項1之荷電粒子線裝置，其中上述光控制部藉由變更上述光參數，而對上述試樣照射具有各上述光參數之上述光，且上述圖像處理部獲取與正在對上述試樣照射具有各上述光參數之上 述光時之上述觀察圖像之對比度中的對比度最高時之上述光參數對應之上述觀察圖像。
  10. 如請求項1之荷電粒子線裝置，其中上述光控制部構成為控制上述光之每單位時間之照射量、及上述照射量以外之其他參數作為上述光參數，且上述光控制部以將上述其他參數調整為第1參數時之上述觀察圖像之第1對比度、與將上述其他參數調整為第2參數時之上述觀察圖像之第2對比度之間之差分變小之方式，對將上述其他參數調整為上述第1參數時之上述照射量及將上述其他參數調整為上述第2參數時之上述照射量進行調整。
  11. 如請求項10之荷電粒子線裝置，其中上述光控制部進而具備：第1測定器，其測定具有上述第1參數之上述光之上述照射量；及第2測定器，其測定具有上述第2參數之上述光之上述照射量；且上述光控制部使用上述第1測定器所測得之上述照射量、上述第2測定器所測得之上述照射量、針對具有上述第1參數之上述光的上述試樣之第1吸光係數、及針對具有上述第2參數之上述光的上述試樣之第2吸光係數，以上述第1對比度與上述第2對比度之間之差分變小之方式控制上述照射量。
  12. 如請求項1之荷電粒子線裝置，其中 上述光控制部獲取上述觀察圖像所具有之各像素之亮度值或明度值之柱狀圖、或者上述觀察圖像所具有之各像素之亮度差或明度差之柱狀圖，且上述光控制部以上述柱狀圖上之度數峰值間隔為最大之方式調整上述光參數。
  13. 如請求項12之荷電粒子線裝置，其中上述光控制部構成為控制第1參數及第2參數作為上述光參數，且上述光控制部獲取上述光參數為上述第1參數時之第1柱狀圖，並且獲取上述光參數為上述第2參數時之第2柱狀圖作為上述柱狀圖，上述光控制部以上述第1柱狀圖上之度數峰值間隔為最大之方式控制上述第1參數，並且以上述第2柱狀圖上之度數峰值間隔為最大之方式控制上述第2參數。
  14. 如請求項1之荷電粒子線裝置，其中上述光控制部每隔較對上述試樣照射上述一次荷電粒子之第1時間間隔更短之第2時間間隔，對上述試樣照射上述光，且上述光控制部藉由對上述光之平均強度、上述光之照射時間寬度、上述光之照射週期、上述第2時間間隔、每單位時間之上述光之照射數中之至少任一者進行控制，而控制上述光之每單位時間之照射量。
  15. 如請求項7之荷電粒子線裝置，其中上述光物性為上述材料之光吸收率、上述材料之光反射率、上述材 料之介電常數、上述材料之阿貝數、上述材料之光折射率中之至少任一者。
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