WO2006135021A1 - 荷電粒子線装置および荷電粒子線像生成方法 - Google Patents

荷電粒子線装置および荷電粒子線像生成方法 Download PDF

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soft
particle beam
image
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Norimichi Anazawa
Jun Nitta
Michio Ohshima
Tatenori Jinriki
Naoyuki Nakamura
Akira Yonezawa
Ken-Ichi Kobayashi
Hao Zhang
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Holon Co., Ltd
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Definitions

  • the present invention relates to a charged particle beam apparatus and a charged particle beam image for observing, inspecting and processing the surface of a sample such as a semiconductor wafer or a photomask, which are easily charged by charged particle beam irradiation and easily disturb image observation. It relates to the generation method.
  • FE-SEM field emission scanning electron microscope
  • FIB focused ion beam system
  • the sample is placed in the atmosphere, in an atmosphere with a reduced pressure, or in another gas atmosphere, and irradiated with ultraviolet rays to generate positive ions and negative ions to neutralize the charge on the sample ( (Static elimination) is done.
  • the present invention relates to a charged particle beam apparatus that generates an image by irradiating a sample with a charged particle beam to detect a secondary electron beam emitted from the sample force and the like. While maintaining the surface or vicinity of the sample charged with an electron beam in the exhaust chamber or sample chamber in the atmosphere, a reduced pressure atmosphere, or a specified gas atmosphere, irradiate with soft X-rays with higher energy than UV light.
  • the purpose is to efficiently remove the charge on the surface of the sample by increasing the generation efficiency of positive ions and negative ions.
  • the present invention relates to a charged particle beam apparatus that irradiates a sample with a charged particle beam and detects a secondary electron beam or the like emitted from the sample to generate an image in a preliminary exhaust chamber or a sample chamber.
  • a reduced-pressure atmosphere or a specified gas atmosphere soft X-rays with higher energy than UV light are irradiated to increase the generation efficiency of positive ions and negative ions.
  • the charge on the surface of the sample can be efficiently removed.
  • the present invention relates to a charged particle beam apparatus that generates an image by irradiating a sample with a charged particle beam to detect a secondary electron beam emitted from the sample, and the like in a preliminary exhaust chamber or a sample chamber.
  • the surface or vicinity of a sample charged with an electron beam or the like is in the air or in a reduced pressure atmosphere
  • soft X-rays with higher energy than UV light are irradiated to increase the generation efficiency of positive ions and negative ions, thereby efficiently removing the charge on the surface of the sample. It was realized.
  • FIG. 1 shows a system configuration diagram of the present invention.
  • a sample mass was irradiated with an electron beam of a charged particle beam (electron beam, ion beam, etc., which is a charged particle beam) and narrowed down.
  • An example of generating an image (referred to as a secondary electron image) by performing planar scanning in the state (scanning in the X direction and Y direction) and detecting and amplifying secondary electrons emitted from the sample will be described in detail below. .
  • a mask magazine 1 is a magazine with a clean interior that houses a large number of sample masks 2.
  • the mask 2 is a mask for exposure such as a semiconductor pattern.
  • the mask magazine 1 is mounted and the mask 2 in the mask magazine 1 is taken in and stored temporarily in a clean state, or the processed mask 2 is stored in the mask magazine 1 in a clean state. It is a room for transporting to.
  • the reserve chamber 3 is normally at atmospheric pressure, but if necessary, the mask 2 is taken in and the gate (not shown) at the boundary with the mask magazine 1 is closed to make a low vacuum (from the atmospheric pressure to about 0. ⁇ low vacuum). ) May be evacuated.
  • the “room” for irradiating the mask 2 with soft X-rays in the scope of the patent claim is one of the sub-chambers 5 other than the main chamber 6 in FIG. This room is equipped with X-ray generator 4 such as Room 3.
  • the X-ray generator 4 is for generating soft X-rays and irradiating the mask 2 to remove charges from the mask 2 (see FIGS. 3 and 4).
  • the sub-chamber 5 is a room for evacuating the periphery of the mask 2 to a low vacuum.
  • the sub-chamber 5 is a room provided between the spare room 3 and the main chamber 6.
  • the main chamber 6 has the mask 2 placed on the stage 9 and is a charged particle optical system 8.
  • the surface of the mask 2 as a sample is scanned by a finely focused electron beam (X and Menhashi ⁇ ) to Y direction, emitted secondary electrons detected by a secondary electron detector 7 'amplified image (secondary electron image) vacuum (typically 10_ 6 Torr position for generating ).
  • the secondary electron detector 7 detects and amplifies the secondary electrons emitted from the mask 2, and collects the secondary electrons emitted from the mask 2 by applying a positive voltage. It will be detected and amplified.
  • detectors corresponding to each backscattered electron detector, photodetector, X-ray are used. A detector).
  • the charged particle optical system 8 generates charged particles and irradiates the mask 2.
  • the charged particle optical system 8 generates an electron beam and finely squeezes it to scan the surface of the mask 2 (X And scanning in the Y direction).
  • an electron beam is generated to irradiate the entire surface of the mask 2.
  • the stage 9 is a stage on which the mask 2 is placed and moves in the X direction and the Y direction. stage
  • the movement amount in the X and Y directions of the mask 2 placed on 9 is measured in real time with a laser interferometer (not shown) with high accuracy, and the position information measured by the PC (control unit) 11 is obtained. Based on this, control is made to a predetermined position.
  • Image 10 is obtained by scanning a mask 2 with an electron beam to detect and amplify secondary electrons, and display a brightness-adjusted image (re, so-called secondary electron image) on a display. is there.
  • the personal computer (control unit) 11 is a control unit that controls the entire apparatus shown in FIG. 1, and is composed of the X-ray irradiation means 12 and the like (for example, the flowchart of FIG. 2). The control is performed according to the above).
  • FIG. 2 shows a flowchart for explaining the operation of the present invention.
  • S 1 sets mask 2 in mask magazine 1. This can be done by setting the mask 2 in the mask magazine 1 to measure the pattern dimensions with the device shown in Fig. 1 or not shown. In the clean room, set the target mask 2 whose pattern size is to be measured with the device shown in Fig. 1 in the mask magazine 1 and install it at the position shown in the figure.
  • S2 is transferred to the spare chamber 3.
  • the mask 2 set in the mask magazine 1 in S1 is taken out by a mechanism (robot) not shown and transported to the position of the mask 2 shown in the reserve chamber 3. Then, if necessary, adjust to a predetermined pressure within a range of 0.1 lTorr from the atmosphere (or adjust to a predetermined pressure with a predetermined gas (oxygen, nitrogen, inert gas, or a mixed gas thereof). ).
  • S3 is irradiated with X-rays. This is because soft X-rays are irradiated for a predetermined time from the X-ray generator 4 (see Fig. 3 described later) from above the mask 2 transferred to the preparatory chamber 3 in S2, and positive ions and near the surface of the mask 2 are irradiated. Negative ions are generated, and the charge on the surface of the mask 2 is neutralized.
  • the intensity of irradiating mask 2 with soft X-rays adjusts the distance between X-ray generator 4 and mask 2, and the irradiation time adjusts the time for generating soft X-rays (PC in Fig. 1).
  • X-ray irradiation means 12 constituting 11 adjusts).
  • the distance is usually 30cm force and 1.5m, and the irradiation time is 20 seconds and the force is 60 seconds. (The distance and irradiation time are not limited to the above example. Decide arbitrarily).
  • the soft X-ray intensity was about 15 mSV / h 2 (SV is the sievert, h is the time, and the numerical value at a distance of lm, which is the intensity used for X-ray imaging for chest health examination. Is about 1/5000 of that).
  • the glass can be easily shielded with a thin film or metal and should not leak to the outside.
  • S4 is transferred to the sub chamber 5. This is done by irradiating X-rays at S3 to neutralize the charge on mask 2 and then transfer mask 2 to sub-chamber 5 in FIG. Even if preliminary exhaust is performed and a gate valve (not shown) between the main chamber 6 is opened, the pressure in the main chamber 6 is vacuum exhausted (preliminary exhaust) to the extent that the operation is not affected.
  • S5 performs work in the main chamber 16. For example, in stage 9 of main chamber 6 The mask 2 is placed, the electron beam narrowly focused from the charged particle optical system 8 is irradiated onto the mask 2, the electron beam is scanned in plane, and the emitted secondary electrons are detected by the secondary electron detector 7. Detection ⁇ Amplified image (secondary electron image) 10 is displayed. Then, measure the dimension of the predetermined pattern of mask 2 on image 10.
  • S6 determines whether X-ray irradiation is necessary. This is because during the work of S5 (measuring the length), the location where the current length is being measured or a specific location to be displayed periodically.
  • the work is temporarily stopped and returned to the spare chamber 3 (or in the main chamber 16) to be in a predetermined atmosphere and softened. After removing the charge by irradiating the line, the work is resumed.
  • the soft X-ray mask 2 was irradiated in the preliminary chamber 3, the sub-chamber 5 and further the main chamber 6 in the atmosphere (air, oxygen) from atmospheric pressure to about 0.1 lTorr. , Nitrogen, inert gas, or an atmosphere of a combination of two or more of these) and irradiating the soft X-rays to remove charges.
  • atmosphere air, oxygen
  • FIG. 3 shows an example of the X-ray generator of the present invention.
  • the illustrated X-ray generator 4 is of a reflective type and has a lamp form.
  • the reflective X-ray generator 4 accelerates and focuses the electrons generated by the electron source 41 with an acceleration electrode 42 (for example, several KV to hundreds of KV) and converges it to a target (tungsten) 44.
  • an acceleration electrode 42 for example, several KV to hundreds of KV
  • Soft X-rays emitted in a manner that irradiates and reflects downward from the target 44 continuous soft X-rays emitted when the target 44 is irradiated with electrons accelerated from several Kv to hundreds of KV, or more characteristic X Soft X-rays including wire
  • beryllium plate 46 Because the inside of the beryllium plate 46 is vacuum, the soft X-ray absorption is small, and the beryllium plate 46, which is the material) (Atmospheric pressure or a predetermined reduced pressure).
  • FIG. 4 shows an explanatory diagram of the present invention. This is because soft X-rays extracted from the X-ray extraction port (berium plate) 46 of the X-ray generator 44 are irradiated near the surface of the sample 2 when the surface of the sample (mask) 2 is irradiated. Excited air molecules (atoms) irradiated with positive ions (+ ions, positively charged air molecules (atoms)) and negative ions (one ion, negatively charged (electrons) air Molecules (atoms)) are generated, and the charged negative charges (electrons) on the surface of sample 2 are neutralized (charge removed) by positive ions. On the other hand, the positive charge charged on the surface of sample 2 is neutralized (discharged) by negative ions.
  • the atmosphere in the vicinity of the surface of the sample (mask) 2 is such that air is mixed with one or more of air, oxygen, nitrogen, nitrogen, inert gas, etc., and the pressure is changed from atmospheric pressure.
  • the present invention relates to a charged particle beam apparatus that generates an image by irradiating a charged particle beam to a sample to detect a secondary electron beam emitted from the sample, and in a preliminary exhaust chamber or a sample chamber. With the surface or vicinity of the sample charged with an electron beam or the like maintained in the atmosphere, a reduced pressure atmosphere or a predetermined gas atmosphere, the surface of the sample is improved by irradiating with soft X-rays to increase the generation efficiency of positive ions and negative ions
  • the present invention relates to a charged particle beam apparatus and a charged particle beam image generation method for efficiently removing the electric charge of the battery.
  • FIG. 1 is a system configuration diagram of the present invention.
  • FIG. 2 is a flowchart for explaining the operation of the present invention.
  • FIG. 3 is an example of the X-ray generator of the present invention.
  • FIG. 4 is an explanatory diagram of the present invention.
  • PC control unit

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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
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  • Analysing Materials By The Use Of Radiation (AREA)
  • Testing Or Measuring Of Semiconductors Or The Like (AREA)
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Description

明 細 書
荷電粒子線装置および荷電粒子線像生成方法
技術分野
[0001] 本発明は、荷電粒子線照射により帯電して像観察の支障となり易い半導体ウェハ やフォトマスク等の試料の表面の観察、検查、加工を行う荷電粒子線装置および荷 電粒子線像生成方法に関するものである。
背景技術
[0002] 従来、半導体ウェハやフォトマスク表面の観察やパターン測長に、電界放出型走査 電子顕微鏡（FE— SEM)が用いられている。また、フォトマスクパターンの修正に集 束イオンビーム装置 (FIB)が用いられている。しかし、これら被観察用あるいは被測 長用の試料の表面は、全体あるいは一部が非伝導性材料で構成されているため、荷 電粒子の照射により表面が帯電し、観察あるいは測長あるいは加工に支障となること 力 sある。
[0003] このため、大気中あるいは大気を減圧した雰囲気中あるいは他のガス雰囲気中に 試料を置レ、て紫外線を照射して正イオンおよび負イオンを発生させ、試料上の電荷 を中和（除電)することが行われてレ、る。
発明の開示
発明が解決しょうとする課題
[0004] しかし、上述した重水素ランプから放出された紫外線を減圧した雰囲気中の試料に 照射して正イオンおよび負イオンを発生させ、当該試料上の電荷を中和して帯電を 除電する技術では、以下のような問題があった。
[0005] 1.ガス原子'分子が中性で安定した基底状態では、電子は、エネルギー準位の最 も低い軌道上に存在する。
[0006] 2.これに、例えば 1光子 (紫外線の 1光子）が当り吸収されると、 1つの電子が外側 の該当準位の軌道上に移動する（いわゆる励起する）。この状態では、電気的に中性 であるが、不安定な状態であり、およそ 1〜2秒で元の基底状態に戻ってしまう。
[0007] 3.基底状態に戻る前に、別の光子（紫外線の 1光子）が当り、エネルギーを吸収す ると、励起された電子が、更にエネルギーを得ることによって、当該電子は軌道から 飛び出し、原子'分子の拘束から完全に解放される。結果として、正イオン (電子を放 出した元の原子あるいは分子）と、放出された電子が短時間で他の中性分子（中性 原子）と結合して負イオンとの両者が形成される。
[0008] 4.そして、試料上の電荷は、上記形成された正イオンあるいは負イオンによって中 和され帯電を除電する。
[0009] し力、し、 UV光では、中性ガス原子 ·分子を 1光子のエネルギーだけでは、イオンィ匕 することができず、例えば 2つの光子のエネルギーによって正イオンおよび負イオン が形成されるため、その生成効率が低ぐ強い UV光が必要とされてしまうなどの問題 があった。
課題を解決するための手段
[0010] 本発明は、これらの問題を解決するため、荷電粒子線を試料に照射して当該試料 力 放出される 2次電子線などを検出して画像を生成する荷電粒子線装置において 、予備排気室あるいは試料室中などで電子線等で帯電した試料の表面あるいは近 傍を大気あるいは減圧雰囲気あるいは所定ガス雰囲気に保持した状態で、 UV光よ りもエネルギーの大きい軟 X線を照射して正イオンおよび負イオンの生成効率を高め て当該試料の表面の電荷を効率的に除電することを目的としている。
発明の効果
[0011] 本発明は、荷電粒子線を試料に照射して当該試料から放出される 2次電子線など を検出して画像を生成する荷電粒子線装置において、予備排気室あるいは試料室 中などで電子線等で帯電した試料の表面あるいは近傍を大気あるいは減圧雰囲気 あるいは所定ガス雰囲気に保持した状態で、 UV光よりもエネルギーの大きい軟 X線 を照射して正イオンおよび負イオンの生成効率を高めて当該試料の表面の電荷を効 率的に除電することが可能となる。
発明を実施するための最良の形態
[0012] 本発明は、荷電粒子線を試料に照射して当該試料から放出される 2次電子線など を検出して画像を生成する荷電粒子線装置において、予備排気室あるいは試料室 中などで電子線等で帯電した試料の表面あるいは近傍を大気あるいは減圧雰囲気 あるいは所定ガス雰囲気に保持した状態で、 UV光よりもエネルギーの大きい軟 X線 を照射して正イオンおよび負イオンの生成効率を高めて当該試料の表面の電荷を効 率的に除電することを実現した。
実施例 1
[0013] 図 1は、本発明のシステム構成図を示す。以下の実施例では、荷電粒子線（電荷を 持った粒子線である、電子線、イオン線など）のうちの電子線を用レ、、かつ細く絞った 電子線を試料 (マスク）に照射した状態で平面走査 (X方向および Y方向に走査）し、 当該試料から放出された 2次電子を検出'増幅して画像（2次電子像という）を生成す る例について以下順次詳細に説明する。尚、他の荷電粒子線 (イオン線など)も同様 であり、また、以下で述べる電子線を試料に照射して放出された 2次電子を検出'増 幅して画像を得ると同様に、透過した電子線、反射した電子線を検出'増幅した画像 (いわゆる SEM (走査型電子顕微鏡）の透過画像、反射画像）を生成したり、試料の 全面に電子ビームを照射し、透過した電子線を CCD (あるいは CCDカメラ）で検出 · 増幅した画像（いわゆる STEM (透過型電子顕微鏡）の透過画像）を生成したりして あよい。
[0014] 図 1において、マスクマガジン 1は、試料であるマスク 2を多数、収納する、内部が清 浄な（クリーンな）マガジンである。
[0015] マスク 2は、半導体パターンなどの露光用のマスクである。
予備室 3は、マスクマガジン 1を装着し、清掃な状態で当該マスクマガジン 1内のマ スク 2を取り込んで一時的に保管したり、処理済のマスク 2を清掃な状態で当該マスク マガジン 1内に搬送するための部屋である。予備室 3は、通常は大気圧であるが、必 要に応じてマスク 2を取り込んでマスクマガジン 1との境の図示外のゲートを閉めて低 真空 (大気圧から 0. ΙΤοιτ程度の低真空）に真空排気するようにしてもよい。尚、特 許請求の範囲の軟 X線をマスク 2に照射する「部屋」は、図 1のメインチャンバ一 6 (特 許請求の範囲では「試料室」という）以外のサブチャンバ一 5、予備室 3などの X線発 生器 4を装着する部屋である。
[0016] X線発生器 4は、軟 X線を発生してマスク 2を照射し、当該マスク 2の電荷を除電す るためのものである（図 3、図 4参照）。 [0017] サブチャンバ一 5は、マスク 2の周囲を低真空に排気するための部屋あって、ここで は、予備室 3とメインチャンバ一 6との間に設けた部屋である。
[0018] メインチャンバ一 6は、マスク 2をステージ 9に載置し、荷電粒子光学系 8で、ここで は、細く絞った電子線ビームで試料である当該マスク 2の表面を走查（Xおよび Y方 向に面走查）し、放出された 2次電子を 2次電子検出器 7で検出'増幅し画像（2次電 子画像）を生成するための真空（通常は 10_6Torr位）の部屋である。
[0019] 2次電子検出器 7は、マスク 2から放出された 2次電子を検出 *増幅するものであつ て、正の電圧を印加してマスク 2から放出された 2次電子を収集して検出'増幅するも のである。尚、マスク 2から放出された反射電子や光や X線を検出する場合には、 2次 電子検出器 7の代わりに、それぞれに対応する検出器 (反射電子検出器、光検出器 、X線検出器）を設ける。
[0020] 荷電粒子光学系 8は、荷電粒子を発生させてマスク 2に照射するものであって、 SE Mの場合には電子線を発生して細く絞ってマスク 2の表面を面走査（Xおよび Y方向 に走査）するためのものである。 STEMの場合には電子線を発生してマスク 2の全面 に照射するものである。
[0021] ステージ 9は、マスク 2を載置し、 X方向および Y方向に移動する台である。ステージ
9に載置したマスク 2の X方向および Y方向の移動量は、図示外のレーザ干渉計など により高精度にその位置をリアルタイムに計測し、パソコン (制御部） 11が計測した位 置情報をもとに所定の位置に制御するようにしている。
[0022] 画像 10は、マスク 2を電子ビームで平面走査して 2次電子を検出'増幅し、輝度変 調した画像（レ、わゆる 2次電子画像）などをディスプレイ上に表示したものである。
[0023] パソコン（制御部） 11は、図 1に図示の装置の全体を制御する制御部であって、ここ では、 X線照射手段 12などから構成されるものである（例えば図 2のフローチャートに 従レ、制御を行うものである）。
[0024] 次に、図 2のフローチャートの順番に従レ、、図 1の構成の動作を詳細に説明する。
図 2は、本発明の動作説明フローチャートを示す。
[0025] 図 2において、 S1は、マスク 2をマスクマガジン 1にセットする。これは、図 1の装置で パターン寸法を測長しょうとするマスク 2をマスクマガジン 1にセット、あるいは図示外 のクリーンルーム内で図 1の装置でパターン寸法を測長しょうとする対象のマスク 2を マスクマガジン 1にセットし、図示の位置に装着する。
[0026] S2は、予備室 3に搬送する。これは、 S1でマスクマガジン 1にセットされたマスク 2を 図示外の機構（ロボット）で取り出し、予備室 3の図示のマスク 2の位置に搬送する。そ して、必要に応じて、大気から 0. lTorrの範囲内の所定の圧力に調整する（あるい は所定のガス（酸素、窒素、不活性ガスあるいはこれらの混合ガスで所定圧力に調整 する)。
[0027] S3は、 X線照射する。これは、 S2で予備室 3に搬送したマスク 2の上方から、 X線発 生器 4 (後述する図 3参照）から軟 X線を所定時間、照射し、マスク 2の表面近傍に正 イオンおよび負イオンを生成し、マスク 2の表面の電荷を除電（中和）する。ここで、マ スク 2を軟 X線で照射する強さは X線発生器 4とマスク 2との距離を調整し、照射する 時間は軟 X線を発生させる時間を調整する（図 1のパソコン (制御部） 11を構成する X 線照射手段 12が調整する)。距離は通常 30cm力 1. 5mであり、照射時間は 20秒 力 60秒である（これら距離、照射時間は上記例に限られることなぐ実験でマスク 2 の電荷が除電される最適な値を求めて任意に決める）。ここで、レジスト付マスク 2の 場合には軟 X線の照射による当該マスク 2のパターンへの影響 (寸法の変化など）を 避けるために若干少なレ、（例えば距離を lm以上離す、あるいは照射時間を例えば 2 0秒と短く）し、一方、レジスト付でないマスク 2の場合には当該マスク 2の電荷が十分 に中和（除電）されるように若干多めに（例えば距離を lm以下、あるいは照射時間を 例えば 30秒と若干長く）する。また、実験では、軟 X線の強度は 15mSV/h2程度を 用いた（SVはシーベルト、 hは時間、 lm離れた位置での数値であって、胸部健康診 断のレントゲン撮影に用いる強度の約 5000分の 1です)。尚、本発明では、軟 X線を 用いるためにガラスゃ薄レ、金属で容易に遮蔽でき、外部に漏洩しなレ、ようにする。
[0028] S4は、サブチェンバー 5に移送する。これは、 S3で X線照射してマスク 2の電荷を 除電（中和）した後、マスク 2を図 1のサブチェンバー 5に移送する。そして、予備排気 し、メインチャンバ 6との間の図示外の仕切弁を開にしても当該メインチャンバ一 6の 圧力が動作に影響しなレ、程度に真空排気 (予備排気)する。
[0029] S5は、メインチャンバ一 6で作業を行う。例えばメインチャンバ一 6のステージ 9にマ スク 2を載置し、荷電粒子光学系 8から細く絞った電子ビームを当該マスク 2に照射し た状態で当該電子ビームを平面走査し、放出された 2次電子を 2次電子検出器 7で 検出 ·増幅し画像（2次電子画像） 10を表示する。そして、画像 10上でマスク 2の所 定のパターンの寸法を測長などする。
[0030] S6は、 X線の照射が要か判別する。これは、 S5の作業中（測長中）に、現在測長中 の場所、あるいは定期的に表示させる特定の場所の
•画像の色調（白黒の色調)が所定以上変化
•画像の位置が所定以上移動
などした場合に、帯電したと判断し、 X線の照射が要（帯電した電荷の除電（中和）の 要）か判別する。 YESの場合には、 S3に戻り、 X線照射してマスク 2の電荷の除電な どを行い、 S4、 S5で再度、作業を再開する (一時的に中止した場所力 再開、ある いは所定前あるいは最初から作業を開始する）。一方、 S6の N〇の場合には、 X線の 照射不要と判別されたので、 S7で外部に取り出す（図 1のメインチャンバ一 6内のマ スク 2をサブチャンバ一 5、予備室 3を経由してマスクマガジン 1に搬送して収納する） 。尚、 S6の NOのマスク 2の作業の終了した後、マスク 2が予備室 3に搬送されたとき に、 S3と同様にして X線をマスク 2に照射し、当該マスク 2に電子線ビームを照射して 作業したときの電荷を完全に除電（中和）した後、マスクマガジン 1に収納するようにし てもよレヽ。即ち、
•マスク 2をメインチャンバ一 6に搬送する前に軟 X線を照射して電荷を除電（中和
)
'マスク 2をメインチャンバ一 6のステージ 9に載置して作業中に、一時的に作業を 停止し、予備室 3に戻して (あるいはメインチャンバ一 6内で)所定雰囲気中にして軟 X線を照射し電荷を除電した後、再度、作業を再開する。
[0031] 'マスク 2をメインチャンバ一 6のステージ 9に載置して作業終了後に、予備室 3に 戻して軟 X線を照射して電荷を完全に除電した後、マスクマガジン 1に収納する。そし て、次の工程に進む。
[0032] 以上によって、マスク 2をメインチャンバ一 6のステージ 9に載置する前に軟 X線を当 該マスク 2に照射して電荷を除電したり、マスク 2をステージ 9に載置して作業中に当 該作業を一時的に停止してマスク 2に軟 X線を照射して電荷を除電した後に作業を 再開したり、作業終了後にマスク 2に軟 X線を照射して電荷を除電したりすることが可 能となる。
[0033] 尚、軟 X線のマスク 2への照射は、予備室 3で行ったが、サブチャンバ一 5、更に、メ インチャンバ一 6を大気圧から 0. lTorr程度の雰囲気（空気、酸素、窒素、不活性ガ スあるいはこれら 2つ以上の組み合わせガスの雰囲気）にして当該軟 X線を照射して 電荷の除電を行うようにしてもよい。
[0034] 図 3は、本発明の X線発生器の例を示す。図示の X線発生器 4は、反射型であって 、ランプの形態を持つものである。反射型 X線発生器 4は、電子源 41で発生された電 子を、加速電極 42で加速（例えば数 KVから百数十 KVでカ卩速）および集束してター ゲット（タングステン) 44に照射し、ターゲット 44から下方に反射する態様で放出され た軟 X線 (数 Kvから百数十 KVに加速した電子をターゲット 44に照射したときに放出 される連続した軟 X線あるいは更に特性 X線を含めた軟 X線）を薄レ、ベリリウム板 46 ( 当該ベリリウム板 46の内部は真空であるので、軟 X線の吸収が小さレ、材料である当 該ベリリウム板 46)を介して外部（大気圧あるいは所定減圧した圧力）に取り出すもの である。
[0035] 以上の構造をランプ形状の図示の反射型 X線発生器 4に持たせることにより、軟 X 線を容易に生成して取り出し、図 1の構造のもとでマスク 2の表面の全体に照射する ことが可能となる。
[0036] 図 4は、本発明の説明図を示す。これは、 X線発生器 44の X線取り出し口（ベリリウ ム板) 46から取り出した軟 X線を試料 (マスク） 2の表面に照射した場合、試料 2の表 面の近傍に、軟 X線で照射された空気の分子 (原子）が励起されて正イオン（+ィォ ン、正の電荷を持つ空気の分子 (原子））および負イオン（一イオン、負の電荷（電子） を持つ空気の分子 (原子) )が生成され、試料 2の表面の帯電した負電荷 (電子）は正 イオンで中和（除電）される。一方、試料 2の表面に帯電した正電荷は負イオンで中 和（除電)される。
[0037] 以上のように、 X線発生器 4から放出された軟 X線を試料（マスク） 2の表面あるいは その近傍を照射すると、試料 2の表面の近傍に、正イオンおよび負イオンの両者が生 成され、試料 2の電荷（正電荷、負電荷）のいずれも除電（中和）することが可能となる
[0038] この際、試料 (マスク） 2の表面の近傍の雰囲気は、空気、酸素、窒素、窒素、不活 性ガスなどの 1つあるいは 2つ以上を混合したガスについて、圧力を大気圧から 0. 1 Torr程度の範囲内に保持した状態で、軟 X線を試料 2に照射することで正イオンお よび負イオンを効率的に生成し、試料 2の電荷を除電（中和）できる。
産業上の利用可能性
[0039] 本発明は、荷電粒子線を試料に照射して当該試料から放出される 2次電子線など を検出して画像を生成する荷電粒子線装置において、予備排気室あるいは試料室 中などで電子線等で帯電した試料の表面あるいは近傍を大気あるいは減圧雰囲気 あるいは所定ガス雰囲気に保持した状態で、軟 X線を照射して正イオンおよび負ィォ ンの生成効率を高めて当該試料の表面の電荷を効率的に除電する荷電粒子線装 置および荷電粒子線像生成方法に関するものである。
図面の簡単な説明
[0040] [図 1]本発明のシステム構成図である。
[図 2]本発明の動作説明フローチャートある。
[図 3]本発明の X線発生器例である。
[図 4]本発明の説明図である。
符号の説明
[0041] 1 :マスクマガジン
2 :マスク
3 :予備室
4 : X線発生器
5 :サブチャンバ一
6 :メインチャンバ一
7 : 2次電子検出器
8 :荷電粒子光学系
9 :ステージ :画像
:パソコン（制御部) :X線照射手段

Claims

請求の範囲
[1] 荷電粒子線を試料に照射するレンズ系と、荷電粒子線で前記試料を照射し放出あ るいは透過した電子線などを検出して画像を生成する画像生成手段とを備えた荷電 粒子線装置において、
前記試料を収納する試料室あるいは所定の部屋に配置し、当該試料あるいは当該 試料の近傍を、軟 X線で照射する軟 X線発生器と、
前記試料室あるいは前記部屋を所定雰囲気にした状態で、前記軟 X線発生器を制 御して発生させた軟 X線を前記試料あるいは前記試料の近傍に照射して正イオンお よび負イオンを生成し、当該試料の表面の電荷の除電を制御する手段と
を備えたことを特徴とする荷電粒子線装置。
[2] 前記試料の画像を生成する前あるいは画像の生成を終了した後あるいは両者で、 前記軟 X線を当該試料あるいは当該試料の近傍に照射して除電することを特徴とす る請求項 1記載の荷電粒子線装置。
[3] 前記試料の画像を生成中に、当該画像の生成を一時的に停止し、前記軟 X線を当 該試料あるいは当該試料の近傍に照射して除電した後、画像の生成を再開すること を特徴とする請求項 1あるいは請求項 2記載の荷電粒子線装置。
[4] 前記軟 X線発生器と前記試料との距離を任意に調整する機構を設けたことを特徴 とする請求項 1から請求項 3のいずれかに記載の荷電粒子線装置。
[5] 前記軟 X線発生装置と前記試料との距離を 30cmから 150cmの範囲内としたことを 特徴とする請求項 4記載の荷電粒子線装置。
[6] 前記所定雰囲気として、空気、酸素、窒素、不活性のガスあるいはこれら 2つ以上 の混合ガスとしたことを特徴とする請求項 1から請求項 5のいずれかに記載の荷電粒 子線装置。
[7] 前記雰囲気の圧力として、大気圧から 0. lTorrの範囲内としたことを特徴とする請 求項 1から請求項 6のいずれかに記載の荷電粒子線装置。
[8] 荷電粒子線を試料に照射するレンズ系と、荷電粒子線で前記試料を照射し放出あ るいは透過した電子などを検出して画像を生成する画像生成手段とを備えた荷電粒 子線装置において、 前記試料を収納する試料室あるいは所定の部屋に配置し、当該試料あるいは当該 試料の近傍を、軟 X線で照射する軟 X線発生器を設け、
前記試料室あるいは前記部屋を所定雰囲気にした状態で、前記軟 X線発生器を制 御して発生させた軟 X線を前記試料あるいは前記試料の近傍に照射して正イオンお よび負イオンを生成し、当該試料の表面の電荷の除電を制御するステップを有する 荷電粒子線像生成方法。
前記試料の画像を生成する前あるいは画像の生成を終了した後あるいは画像生成 中に当該画像の生成を一時的に停止してあるいは前記 2つ以上で、前記軟 X線を当 該試料あるいは当該試料の近傍に照射して除電することを特徴とする請求項 8記載 の荷電粒子線像生成方法。
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