WO2010147104A1 - 荷電粒子顕微鏡装置及び荷電粒子ビーム制御方法 - Google Patents

荷電粒子顕微鏡装置及び荷電粒子ビーム制御方法 Download PDF

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WO2010147104A1
WO2010147104A1 PCT/JP2010/060082 JP2010060082W WO2010147104A1 WO 2010147104 A1 WO2010147104 A1 WO 2010147104A1 JP 2010060082 W JP2010060082 W JP 2010060082W WO 2010147104 A1 WO2010147104 A1 WO 2010147104A1
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charged particle
irradiation
particle beam
inspection
observation
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PCT/JP2010/060082
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大南祐介
宮井裕史
郡司康弘
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株式会社日立ハイテクノロジーズ
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    • 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
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    • H01J2237/00—Discharge tubes exposing object to beam, e.g. for analysis treatment, etching, imaging
    • H01J2237/004—Charge control of objects or beams
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    • H01J2237/245—Detection characterised by the variable being measured
    • H01J2237/24592—Inspection and quality control of devices

Definitions

  • the present invention relates to a technique for controlling a charged state and an observation state of a sample using a charged particle microscope apparatus.
  • a semiconductor device such as a memory or a microcomputer used for a computer or the like is manufactured by repeating a process of transferring a pattern such as a circuit formed on a photomask by an exposure process, a lithography process, an etching process, or the like.
  • the quality of the results of lithography processing, etching processing, and other processing, and the presence of defects such as generation of foreign matter greatly affect the manufacturing yield of the semiconductor device. Therefore, in order to detect the occurrence of abnormalities and defects at an early stage or in advance, at the end of each manufacturing process, the inspection of the pattern on the semiconductor wafer is performed using a scanning electron microscope (hereinafter also referred to as SEM) type visual inspection apparatus. Implemented.
  • SEM scanning electron microscope
  • an observation image with higher resolution than that of the optical appearance inspection or laser inspection can be obtained, so that it is possible to detect minute foreign matters and defects on a fine circuit pattern.
  • the surface potential difference reflects the secondary electron emission efficiency due to the effect of charging due to electron beam irradiation, it is possible to form a potential contrast. It is also possible to detect an electrical defect such as a short circuit of a transistor or the like from the observed image.
  • the electron beam (electron beam) is simply scanned like an ordinary scanning electron microscope, and generated from an observation sample. There is a problem that the charged amount of the observation sample at the time of obtaining the observation image is insufficient only by detecting the secondary electrons or the reflected electrons and converting them into signals.
  • Patent Document 1 describes a method for promoting charging of an observation sample by using an electron gun for promoting charging separately provided in addition to an electron gun for an electron microscope.
  • the surface potential state of the observation sample or the defective portion to be detected is determined by the capacitance component and The time is determined by the time from when charge starts to accumulate in this capacitive component to when the charge accumulation reaches a maximum.
  • the time from the moment when charges are accumulated in the observation sample or the defective portion to be detected to the moment when the observation is performed is an important factor for determining the optimum potential distribution or charged state described above.
  • Patent Document 2 and Patent Document 3 an observation sample including a plug having a pn junction is irradiated with an electron beam (electron beam) a plurality of times at an irradiation interval shorter than the charge relaxation time of a normal pn junction plug. Subsequently, by charging the plug having a normal pn junction to a saturated state, the charge level is differentiated between the normal location and the leak occurrence location, and this is differentiated by observing this as a potential contrast as a potential contrast.
  • the inspection method is described. Further, it is described that the electron beam irradiation interval, the electron beam irradiation time, and the electron beam irradiation interval time are made variable and controlled independently. Furthermore, it is described that the setting is performed by inputting individual inspection parameters or selecting a desired inspection condition file from a combination of various inspection parameters stored in the database as an inspection condition file in advance. ing.
  • JP-A-10-294345 Japanese Patent Publication No. 2002-009121 Japanese Patent Publication No. 2004-031379
  • the inspection sample or the defect to be detected is inspected until the optimum charge accumulation is performed on the observation sample or the defect to be detected by irradiation with the charged particle beam including the electron beam. Need to be done.
  • scanning of an electron beam applied to an observation sample and detection of signals such as secondary electrons generated from the observation sample must be performed at high speed to increase the inspection throughput as much as possible.
  • the electron beam irradiation interval therein is variable.
  • the setting of the time was only performed for charging a plug having a normal pn junction (corresponding to an observation sample) into a saturated state by dividing it into a plurality of electron beam irradiations. That is, in the inspection methods described in Patent Document 2 and Patent Document 3, the interval time for electron beam irradiation is also set to saturate the observation sample by dividing it into multiple electron beam irradiations. Therefore, it is not for setting the time from the moment when charges are accumulated in the observation sample or the defect to be detected until the moment of observation.
  • the present invention has been made in view of such points, and a charged particle microscope apparatus and a charged particle microscope apparatus equipped with a charge control and an electron beam control technology capable of detecting a signal when the charged state of an observation sample or a defective portion is optimized.
  • An object is to provide a particle beam control method.
  • the charged particle microscope apparatus and the charged particle beam control method according to the present invention have a function for irradiating an arbitrary inspection region of an observation sample at least twice with a charged particle beam.
  • the time difference between the charged particle beam irradiation for charging promotion (n ⁇ 2)) and the charged particle beam irradiation for the next (n-th) sample observation (or image acquisition) is the difference between the observation sample or the defect portion. It has a function of setting accurately and quickly according to the state.
  • the adjustment of the time difference from the first charged particle beam irradiation for promoting charging to the next charged particle beam irradiation for sample observation is performed by adjusting the control electromagnetic lens for irradiating the charged particle beam at least twice.
  • the control system of the control electromagnetic lens it is possible to easily set based on the inspection result by the adjusted time difference with respect to the inspection region where the region is further limited in the arbitrary observation region of the observation sample.
  • the present invention it is possible to accurately, quickly and easily set the optimal charging waiting time from the first charged particle beam for promoting charging to the next charged particle beam for sample observation. Further, when the charged state of the observation sample becomes optimal, it is possible to detect a signal such as secondary electrons generated from the observation sample, thereby improving the accuracy of the inspection result and increasing the inspection throughput.
  • the present invention can be applied to a charged particle microscope apparatus such as a general electron microscope apparatus or an ion microscope.
  • a charged particle microscope apparatus such as a general electron microscope apparatus or an ion microscope.
  • the present invention is applied to an appearance inspection apparatus arranged in a semiconductor wafer manufacturing process.
  • an SEM is assumed as a charged particle microscope apparatus for observing an image, but the control of the waiting time for charging described later is a radiation electron microscope (EEM, electron) that performs surface irradiation. It can also be applied to visual inspection equipment equipped with emission (microscopy).
  • EEM radiation electron microscope
  • the charged particle beam irradiation time and the next (for example, the first) after the charged particle beam irradiation For example, it has a function of controlling or setting the time until the charged particle beam is irradiated for the second time.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view of a semiconductor wafer having a normal part and a defective part as an example of an observation sample.
  • a semiconductor wafer 100 as an observation sample shown in the figure has a configuration in which a plurality of vias 110 are formed at intervals in an insulating film layer 103 formed on a metal film 102 on the surface of a substrate 101.
  • Each via 110 is a vertical wiring extending along the film thickness direction of the insulating film layer 103 so that one end side is exposed on the wafer surface and the other end side is in contact with the metal film 102.
  • the via hole is insulated from the normal part 111 in which the via hole penetrates the insulating film layer 103 and the bottom (the other end) of the via 110 is in contact with the metal film 102.
  • FIG. 2 shows an equivalent circuit in the case where an electron beam (electron beam) as a charged particle beam is irradiated to the normal part 111 and the defective part 112 of the via 110, respectively.
  • FIG. 2 is an equivalent circuit of each of the normal portion and the defective portion of the via when each charged particle beam is irradiated.
  • FIG. 2A shows an equivalent circuit of a normal portion of the via
  • FIG. 2B shows an equivalent circuit of a defective portion of the via.
  • the via 110 and the metal film 102 are connected to each other, and therefore, an equivalent circuit portion between the via and the metal film in the normal part 111 can be represented by the via wiring resistance R1 and the metal film resistance R2.
  • the capacitance (capacitance) component C2 of the insulating film portion (defect portion) 104 in addition to the via wiring resistance R1 and the metal film resistance R2.
  • the resistance component R4 can be added to represent an equivalent circuit portion between the via and the metal film in the defect portion 112.
  • the metal-insulating film interface resistance in this portion was ignored for the sake of convenience in the description of the equivalent circuit.
  • the defect value 112 and the normal part 111 of the via 110 have different resistance values for the via wiring resistance R1 by the difference in resistance length corresponding to the presence or absence of the film thickness of the insulating film part 104.
  • the portion is only a little compared with the value of the resistance component R4 of the insulating film portion (defect portion) 104, the value of the wiring resistance R1 of the via 110 is expressed as the same for both the normal portion 111 and the defect portion 112 for convenience. ing.
  • the semiconductor wafer 100 in which these vias 110 are formed is irradiated with an electron beam when the sample stage 7 of the SEM type visual inspection apparatus 1 described later is used. It will be held in the state. Therefore, the metal film 102 of the semiconductor wafer 100 held on the sample stage 7 is in contact with the sample stage 7 with the substrate 101 interposed therebetween. Thereby, the metal film 102 of the semiconductor wafer 100 and the sample stage 7 can be represented by an equivalent circuit having a configuration including the resistance component R3 and the capacitance (capacitance) component C1 of the substrate 101. As a result, when the charged particle beam is irradiated, the equivalent circuits 121 and 122 of the normal part 111 and the defect part 112 of the via 110 can be expressed as shown in FIGS. 2 (a) and 2 (b).
  • the resistance value of the via wiring resistor R1 is R 1
  • the resistance value of the metal film resistor R2 is R 2
  • the resistance value of the resistance component between the wafer and the stage is R 3
  • the resistance component of the insulating film portion 104 that is the defective portion is R 4
  • the capacitance component between the wafer and the stage is C1
  • the capacitance component of the insulating film portion 104 which is the defect portion is C2
  • the input current by the electron beam irradiation is I
  • the potential V corresponding to the wafer surface of each of 111 and the defect portion 112 can be expressed by the circuit expressions of Expressions (1) and (2).
  • j is an imaginary number and ⁇ is the angular frequency of the input current I.
  • the potential V corresponding to the wafer surface of the defective portion 112 represented by the expression (2) is not the potential V corresponding to the wafer surface of the normal part 111 represented by the expression (1). Since there is an impedance component (R 4 / (1 + j ⁇ C 2 R 4 )) of the defective part in the fourth term, the normal part 111 and the defective part 112 can be identified by comparing the potential V at each part of the wafer surface. It becomes possible.
  • the normal part 111 or the defective part 112 is in a state where a current pulse corresponding to the input current I is applied.
  • FIG. 3 is a diagram showing the relationship between the passage of time and the voltage when a pulse current having a current pulse width of 10 [nsec] is input to each of the normal part and the defective part.
  • the wafer surface of the normal part 111 maintains a voltage of about 0.1 [mV] only for about 10 [nsec] corresponding to the current input time, that is, the current pulse width.
  • the potential V of the wafer surface of the defective portion 112 rises to about 1 [V] which is the maximum value during the first 10 [nsec] corresponding to the current turning-on time from the start point of turning on the current, and then about 1 [V]. Over 10 [usec], it continues to drop to around 0 [V], which is the value before current application.
  • the wafer surface potential V of the defective portion 112 is also close to 0 [V], which is normal. It is difficult to distinguish from the wafer surface potential V of the portion 111.
  • the surface potential difference ⁇ V between the normal part 111 and the defective part 112 is It is desirable to detect the signal on the wafer surface potential of each of the normal portion 111 and the defective portion 112 in the vicinity of the largest point B shown in the drawing.
  • charging waiting time T the time until irradiation
  • FIG. 4 is a configuration diagram of the SEM appearance inspection apparatus according to the first embodiment of the present invention.
  • the SEM visual inspection apparatus 1 includes an electron gun 3 having an electron source 2, a deflector 4, a blanking electrode 5, an objective lens 6, a sample stage 7, a detector 8, a detection control unit 9, and image processing.
  • Unit 10 lens control unit 11, deflector control unit 12, computer 13, monitor 14, and input operation unit 15.
  • the electron gun 3 accelerates electrons (charged particles) generated by the electron source 2 and generates an electron beam 21 (primary electron beam 21) that irradiates the semiconductor wafer 100 of the observation sample 100.
  • the deflector 4 deflects the electron beam 21 based on the deflection signal supplied from the deflector control unit 12 and scans the electron beam 21 on the observation sample 100 two-dimensionally.
  • the blanking electrode 5 deflects the electron beam 21 so as not to irradiate the observation sample 100 by the blanking signal supplied from the lens control unit 11, and turns on / off the irradiation of the electron beam 21 to the observation sample 100.
  • the objective lens 6 focuses the electron beam 21 deflected by the deflector 4 on the observation sample 100 placed on the sample stage 7 as a fine spot by a focusing signal supplied from the lens control unit 11.
  • a semiconductor wafer 100 as an observation sample is placed on the sample stage 7.
  • the detector 8 detects emitted electrons 22 such as secondary electrons or reflected electrons generated from the semiconductor wafer 100 by irradiation of the electron beam 21.
  • the detection control unit 9 amplifies the detection signal of the detector 8 and then A / D converts the detection signal based on the sampling clock to convert it into a digital signal.
  • the image processing unit 10 cooperates with the computer 13 to generate image data of the observation sample 100 based on the digital detection data supplied from the detection control unit 9, or from the acquired image data of the observation sample 100 Processing such as determining whether 112 is present or not is performed.
  • the image processing unit 10 includes an image generation unit that generates image data based on digital detection data, an image storage unit that stores image data, a calculation unit that compares and calculates image data, and a comparison / computation of image data.
  • a defect determination unit that performs a defect determination process or the like of the defect portion 112 based on the calculation processing result is included.
  • the lens control unit 11 controls the operation of various electromagnetic lenses such as the electron gun 3, the deflector 4, the blanking electrode 5, and the objective lens 6 based on the observation conditions reflecting the inspection conditions supplied from the computer 10.
  • the deflector control unit 12 controls the operation of the deflector 4 in accordance with a deflection control instruction that is supplied from the lens control unit 11 and is based on observation conditions that reflect inspection conditions.
  • the computer 13 is connected to the image processing unit 10, the lens control unit 11, the monitor 14, the input operation unit 15, and the like, and controls these connected units. At that time, the computer 13 displays an OSD (On-Screen-Display) display on the monitor 14 for setting and inputting various data as inspection conditions, and is set and input by operating the input operation unit 15 using the input screen.
  • OSD On-Screen-Display
  • the image processing unit 10 and the lens control unit 11 perform image acquisition processing and defect determination processing based on the inspection conditions, and acquire the processing results. Then, the acquired processing result is displayed and reflected on the input screen displayed in OSD on the monitor 14.
  • the monitor 14 displays an inspection result such as the position of the defective portion 112, the type of the defective portion 112, the number of defects, and the like, and also displays an OSD display of an input screen for setting and inputting inspection parameters of the inspection conditions.
  • the input controller 13 is used to operate a GUI (Graphical User Interface) or the like of an input screen displayed on the monitor 14 on the monitor 14, or to set and input inspection parameters, and has an input device such as a keyboard and a pointing device.
  • GUI Graphic User Interface
  • the SEM visual inspection apparatus 1 having such a configuration is configured to inspect the semiconductor wafer 100 as an observation sample according to the inspection conditions based on the inspection parameters set and input as follows. ing.
  • the electron beam 21 emitted from the electron gun 3 is deflected by the deflector 4, converged by the objective lens 6, and irradiated while scanning over the semiconductor wafer (observation sample) 100 disposed on the sample stage 7. .
  • the beam trajectory of the electron beam 21 is bent by the blanking electrode 5. Will not be irradiated.
  • the emitted electrons 22 emitted from the semiconductor wafer 100 by the irradiation of the electron beam 21 reach the detector 8 and are detected by the detector 8.
  • the detection signal from the detector 8 is amplified by the detection control unit 9 and then A / D converted and digitized based on a sampling clock synchronized with the scanning of the electron beam 21 by the deflector 4. Then, this digital detection data is sent to the image processing unit 10, and image data of the observation region on the semiconductor wafer 100 corresponding to the scanning range of the electron beam 21 is generated by the image processing unit 10.
  • the image processing unit 10 determines whether or not there is a defective portion 112 of the circuit pattern based on the generated image data in which the potential contrast of the observation region irradiated with the electron beam 21 of the semiconductor wafer 100 is reflected in the difference in brightness. And the type of the defective portion 112 is determined.
  • the SEM type visual inspection apparatus 1 reveals the difference in electrical characteristics between the normal part 111 and the defective part 112 of the semiconductor wafer 100 shown in FIG. 2 and the expressions (1) and (2). Therefore, the irradiation time of the electron beam 21 and the period from the irradiation of the charged particle beam for promoting charging to the first (for example, the first time) to the irradiation of the charged particle beam for sample observation to the next (for example, the second time).
  • the “charging waiting time T” can be controlled by the irradiation method of the electron beam 21.
  • the charging waiting time T is generated in the case where the observation sample 100 is irradiated with the electron beam 21 twice, that is, the first electron beam irradiation for promoting charging and the second electron beam irradiation for observation. How to do is explained.
  • FIG. 5 is an explanatory diagram showing a state in which an electron beam sequentially irradiated with an arbitrary number of irradiation sites arranged in one scanning line direction of the electron beam returns to the original irradiation site.
  • reference numeral 130 denotes an observation region in the observation sample 100.
  • Dashed arrows 61 indicate an arbitrary number i of irradiation sites P1, P2, P3,..., Pi that are sequentially arranged in one scanning line direction (horizontal scanning line direction) of the electron beam 21 in the observation region 130.
  • the solid line arrow 62 indicates the first scanning end position after the first scanning of the electron beam 21 with respect to the arbitrary number i of irradiation sites P1, P2, P3,. This represents a return line (horizontal return line) of the electron beam 21 from a certain irradiation part Pi to the irradiation part P1 which is the second scanning start position.
  • the beam irradiation time per pixel (irradiation site) of the electron beam 21 is Td, and the first irradiation of the electron beam 21 for promoting charging is started for the same pixel (same irradiation site).
  • second number of pixels to be irradiated electron beam 21 by electron beam 21 coming back for illumination for observation (number of irradiation sites)
  • N i from the charging latency of each pixel (each irradiated region) T can be expressed by equation (3).
  • a beam irradiation time per pixel (1 irradiated part) T d the same pixel number of pixels electron beam 21 is irradiated until returning to (the same irradiation site) (number of irradiation sites) and N i, because it is determined by the deflector controller 12, for example, if one pixel (1 irradiated part) beam irradiation time T d and the number of pixels for irradiating an electron beam 21 per (number of irradiation sites) N i is set, a unique Necessary charging waiting time T can be obtained.
  • the width or the number of pixels that can be scanned by the electron beam 21 is determined in advance. Therefore, if the maximum number of pixels in one scanning line of the electron beam 21 is NL , the number of pixels (irradiation site number) Ni and the number of pixels that the electron beam 21 irradiates before returning to the same pixel (same irradiation site). There is a relationship expressed by equation (4) between the maximum number of pixels N L of one scanning line of the beam 21.
  • the beam irradiation time Td per pixel (one irradiation site) and the range of one scanning line of the electron beam 21 are obtained.
  • the electron beam 21 is the number of pixels to be illuminated (number of irradiation sites) N i and even set appropriately in the inner, between the scanning start pixel p1 (irradiation start site P1) and the scanning end pixel pi (irradiation end portion Pi)
  • the scanning line S1 in which scanning of the electron beam 21 with respect to each pixel of the maximum number of lines N L included in the range of one scanning line of the electron beam 21 is sequentially arranged in the vertical scanning direction of the observation region 140 is performed.
  • S2, S3,..., Si in this order and after the first electron beam irradiation for promoting charging, the electron beam 21 is used to start the second electron beam irradiation for sample observation. Is returned to the irradiation start part P1 of the first scanning line S1 from the irradiation end part P S ⁇ L of the scanning line Si in the last order, thereby generating the “charging waiting time T”. .
  • FIG. 6 is a diagram illustrating a state in which an electron beam that has been irradiated sequentially for each of a plurality of scanning lines returns to the irradiation start part of the original scanning line.
  • reference numeral 140 denotes an observation region in the observation sample 100.
  • a broken line arrow 63 sequentially irradiates the scanning region S while scanning the electron beam 21 for each scanning line S arranged in the order of the scanning lines S1, S2, S3,. It shows how they are doing.
  • the solid line arrow 64 indicates the position of the last scanning line Si in the first order after the first scanning of the electron beam 21 with respect to the plurality of scanning lines S1, S2, S3,. Return of the electron beam 21 (vertical blanking) from the scanning end pixel p S ⁇ L (irradiation end portion P S ⁇ L ) to the scanning start pixel p1 (irradiation start portion P1) of the first scanning line S1 in the second turn. ).
  • charge waiting time T for each pixel is expressed by equation (5).
  • the beam irradiation time T d per pixel (one irradiation site) and one scanning line S of the electron beam 21 are used.
  • the number of pixels to be irradiated with (number of irradiation sites) N L if before returning to the same pixel (the same irradiation site) the number of scan lines S of the electron beam 21 is irradiated to set the N S appropriately even scan
  • the desired charging waiting time T can be generated by repeatedly moving the beam 21 back and forth.
  • the third method is the first method based on the one-dimensional scanning within the scanning range of one scanning line of the electron beam 21 described above, and several irradiations sequentially arranged in the scanning direction of the electron beam 21 on the observation sample 100.
  • the portions P1, P2, P3,..., Pi are sequentially irradiated while scanning with the electron beam 21 to perform the first electron beam irradiation for promoting charging, and then the irradiated portions P1, P2, P3.
  • electron beam 21 to take the time T b is not irradiated to the observation sample 100 is a method of generating a "charge waiting time T".
  • Time T b is not irradiated with the primary electron beam 21 on the observation sample 100 may be provided by turning OFF the irradiation of the electron beam 21 with respect to the observation specimen 100 using a blanking electrode 5.
  • the formula (3 ) Is deformed, and the charging waiting time T can be expressed as shown in Equation (6).
  • the charging waiting time T (1) of the first method by repeatedly moving the electron beam 21 back and forth.
  • the beam irradiation time T d and the number of pixels for irradiating an electron beam 21 does not depend on N i
  • blanking time T between the first scanning and the second scanning of the electron beam 21 By further adding b , a desired required charging waiting time T can be generated.
  • the fourth method is the above-described second method based on the two-dimensional scanning of the plurality of scanning lines S of the electron beam 21, and the one-dimensional electron beam 21 for each pixel having the maximum number of lines N L for one scanning line. each time the scanning is completed, before starting the one-dimensional scanning of the electron beam 21 for the next one scanning line, is provided with a time T b which is not irradiated with the electron beam 21 in the observation sample 100.
  • irradiation of the electron beam 21 on one scanning line is performed.
  • the next one scanning line for e.g. scan lines S2
  • T b which is not irradiated with the electron beam 21 in the observation sample 100 .
  • the time T b which is not irradiated with the electron beam 21 in the observation sample 100 of case can be provided by turning OFF the irradiation of the electron beam 21 with respect to the observation specimen 100 using a blanking electrode 5.
  • charging waiting time T can be expressed as equation (7).
  • the charging waiting time T (2) of the second method by repeatedly going and returning the electron beam 21 is achieved.
  • the beam irradiation time T d and the number of pixels for irradiating an electron beam 21 does not depend on N i, 1 for scanning line S further blanking time T b of each to terminate the irradiation of the electron beam 21
  • N i, 1 for scanning line S further blanking time T b of each to terminate the irradiation of the electron beam 21
  • the SEM type visual inspection apparatus 1 from the first (first) irradiation with the electron beam for promoting charging to the next (second) irradiation with the electron beam 21 for sample observation.
  • the “charging waiting time T” is generated by the above-described method, and the difference in electrical characteristics between the normal part 111 and the defective part 112 of the semiconductor wafer 100 is revealed.
  • the charging waiting time T (1) represented by the expression (3) according to the first method is expressed by the expression (6) according to the third method.
  • charging waiting time T (3) represented, blanking time T b which is not irradiated with the electron beam 21 in the observation sample 100 corresponds to the case of '0'.
  • the charging waiting time T (2) represented by the equation (5) according to the second method is equal to the time T b of the charging waiting time T (7) represented by the equation (7) according to the fourth method. This corresponds to the case of “0”.
  • the method of generating the charging waiting time T is a method based on the beam irradiation time T d per pixel (one pixel corresponding portion) of the electron beam 21 represented by the equations (3) and (5), and formula (6) and (7), it will be done by the selection of the method based on the blanking time T b which is not irradiated with the electron beam 21 in the observation sample 100.
  • the charging waiting time T when performing inspection, the charging waiting time T, the beam irradiation time T d per pixel (one irradiation site), the blanking time T b , and the electron beam 21 within the range of one scanning line are used.
  • the number of pixels to be irradiated (number of irradiation sites) N i the maximum number of pixels N L for one scanning line, the number N S of scanning lines S to be irradiated by the electron beam 21 before returning to the same pixel (same irradiation site)
  • the parameters of the third method or the fourth method for generating a desired required charging waiting time T can be set as inspection parameters.
  • FIG. 7 is a view showing an embodiment of an inspection parameter input screen as a kind of monitor input screen in the SEM type visual inspection apparatus.
  • An inspection parameter input screen (displayed as “image acquisition condition setting screen” in FIG. 7) 200 is displayed in a window on the screen of the monitor 14 by the computer 13 based on a predetermined operation of the input operation device 15.
  • the inspection parameter input screen 200 is a charging waiting time input field for inputting a charging waiting time T (T (6) or T (7) ) common to the third method and the fourth method.
  • 201 includes an irradiation time input section 202 for inputting the irradiation time T d of the electron beam 21 per pixel, and a blanking time input section 203 for inputting the blanking time T b.
  • the beam irradiation for inputting the number N i of beam irradiation pixels within the scanning range of one scanning line of the electron beam 21 for irradiating the electron beam 21 using the third method is input to the inspection parameter input screen 200.
  • the same number of pixels as the inspection pixel number input column 205 for inputting the inspection pixel number NL per one scanning line for irradiating the electron beam 21 using the fourth method is scanned.
  • the operator operates the input operator 15 based on the inspection parameter input screen 200 displayed on the monitor 14 and inputs the values of the parameters.
  • the operator first sets and inputs either the charging waiting time T or the irradiation time Td per pixel of the electron beam 21 on the inspection parameter input screen 200.
  • the operator first inputs the value of the charging waiting time T.
  • the operator inputs the values of the remaining parameters in the charging waiting time T or the irradiation time T d per pixel of the electron beam 21.
  • the value of the irradiation time Td per pixel of the electron beam 21 is input.
  • the electron beam 21 is irradiated before returning to the same part within the irradiation range of one scanning line of the electron beam 21. the beam number of pixels N i to be entered in the beam number of pixels input column 204.
  • the operator selects the charging waiting time T (7) represented by the expression (7) of the fourth method, the number of pixels N L of one scanning line S and the same pixel (same irradiation site) electron beam 21 the number N S of the scanning line S to be irradiated, the inspection pixel number input column 205, and inputs a line number input column 206 until returning to.
  • the operator enter the beam irradiation pixel number N i, the operator the number of pixels for one scanning line S N L and is in accordance with the type or the number N S of the scanning lines S can be selected, when the charge waiting time T is input to the charge waiting time input field 201, automatically asking to also be It is.
  • the charging waiting time T (6) represented by the expression (6) by the third method and the charging waiting time T (7) represented by the expression (7) by the fourth method are: Therefore, when the charging waiting time T larger than a predetermined value is set, the fourth method shown in the equation (7) is changed to the predetermined value.
  • the following charging waiting time T is set, it can be dealt with by adopting a configuration for determining the third method shown in the equation (6).
  • the input of the charge waiting time T is adapted to be conducted first depending on the value of the input charge waiting time T, the parameter T d, T b, N i , become N L, N S selected ranges of values come constricted, that choice becomes smaller, It is designed to be easy to set.
  • the parameter T d containing charged waiting time T, T b, N i, N L, when the input value of the N S respectively are assumed to be finite, it is possible to further limit the choices of these input values.
  • a test inspection area to be described later is determined by the inspection parameter N i or the inspection parameters N L and N S , and the inspection parameters T, T d , T b , N i or the inspection parameters T, T d , T b ,
  • the irradiation conditions of the electron beam 21 for one pixel (one irradiation site) are determined for the time being by N L and N S.
  • the computer 13 of the SEM Shikigaikan inspection apparatus 1 the inspection parameter T by operating the setting button 207, T d, T b, N i, N L, the N S is determined, instead of the inspection parameter input screen 200 Te, each test parameter T, T d, T b, N i, N L, based on the N S, (in FIG. 8, and is displayed as "test screen") test start screen as shown in FIG. 8 300
  • the window is displayed on the screen of the monitor 14.
  • FIG. 8 is a diagram showing an example of an inspection start screen as a kind of monitor input screen in the SEM type visual inspection apparatus.
  • the inspection start screen 300 has an inspection area selection window 310, a trial inspection result display window 320, an inspection condition setting window 330, and an expected / inspection result display window 340.
  • the inspection area selection window (displayed as “wafer map” in FIG. 8) 310 includes a wafer map display unit 311, and the wafer map display unit 311 displays an observation sample based on an inspection recipe selected in advance.
  • a wafer map 312 for determining an inspection area of a certain semiconductor wafer 100 is displayed. The operator can set the inspection region 313 by operating the input device of the input controller 15 on the wafer map 312.
  • a key 314 and a release key 315 for canceling the setting of the inspection area 313 registered and set as an actual inspection area by the operation of the area selection key 314 are further provided.
  • the operator can arbitrarily set or reset the inspection area on the wafer map 312 displayed in the inspection area selection window 310 for the semiconductor wafer 100 as the observation sample. It can be done.
  • trial inspection result display window (displayed as “trial inspection result display section” in FIG. 8) 320, the inspection region 313 set in the inspection region selection window 310 for the semiconductor wafer 100 as the observation sample is displayed.
  • main inspection Prior to performing “actual inspection” (hereinafter referred to as “main inspection”), inspection results of “trial inspection” performed by operating a trial inspection start button 334, which will be described later, are displayed in a list for comparison.
  • the “trial inspection” refers to a trial inspection region in which the size of the region is further limited as compared with the inspection region 313 where the electron beam inspection is actually scheduled for the semiconductor wafer 100 as the observation sample. On the other hand, it refers to a test inspection performed based on the set inspection conditions. In the case of the present embodiment, this trial inspection area is determined together with the charging waiting time T when setting the inspection parameter N i or the inspection parameters N L and N S using the inspection parameter input screen 200.
  • the trial inspection result display window 320 includes a combination of inspection parameters including an irradiation time Td per pixel and a charging waiting time T for each trial inspection, and a test inspection area using the inspection parameters.
  • the number of detected defects detected by the trial inspection is displayed in a list in association with each other, and the specification is such that the number of detected defects can be compared for each trial inspection.
  • An inspection condition setting window (shown as “inspection condition setting unit” in FIG. 8) 330 is a charging waiting time setting field 331 for setting a charging waiting time T in “main inspection” or “trial inspection”.
  • the charging waiting time setting field 331 and the irradiation time setting field 332 of the inspection condition setting window 330 when the inspection start screen 300 is initially displayed, the charging waiting time input field 201 and the irradiation time input of the inspection parameter input screen 200 described above.
  • the values of the charging waiting time T and the irradiation time Td per pixel input in the column 202 are set and displayed.
  • the operator can change the setting of the values set and displayed in the charging waiting time setting field 331 and the irradiation time setting field 332 by operating the input device of the input operation device 15. It is the composition.
  • the SEM appearance The computer 13 of the inspection apparatus 1 resets the value of the charging waiting time T or the irradiation time Td per pixel set in the previous inspection parameter input screen 200 in the inspection condition setting window 330 on the inspection start screen 300. change the value, the value of the other adjustment test parameters required to fit this value changes, for example, reset the value of the blanking time T b, automatically sets the inspection conditions based on the inspection parameters corresponding to the configuration change It is supposed to be.
  • the inspection threshold setting column 333 is used as an inspection threshold for discriminating between the normal portion 111 and the defective portion 112 from the observation image acquired of the semiconductor wafer 100 that is the observation sample. Set and input the gradation level.
  • the computer 13 of the SEM type visual inspection apparatus 1 controls the connected units, and controls the trial inspection of the trial inspection area whose size is limited with respect to the inspection area 313 under the set inspection conditions.
  • the computer 13 of the SEM type visual inspection apparatus 1 controls each of the connected parts, and the inspection area 313 is set under the set inspection conditions. It is configured to control the execution of this inspection.
  • the prediction / result display window (displayed as “inspection result” in FIG. 8) 340 includes a predicted inspection time display field 341, an actual inspection time display field 342, and a defect count display field 343. ing.
  • the expected inspection time display column 341 the charging waiting time T displayed in the charging waiting time setting column 331 of the inspection condition setting window 330 and the irradiation time T d per pixel displayed in the irradiation time setting column 332 are displayed.
  • the estimated test time of the trial inspection or the main inspection when the trial inspection or the main inspection is performed based on the calculation is displayed by the computer 13.
  • the actual inspection time display column 342 displays the actual inspection time of the trial inspection or the actual inspection actually performed.
  • the defect number display column 343 the number of defect portions 112 detected by the image processing unit 10 by performing the trial inspection or the main inspection is displayed.
  • FIG. 9 is a flowchart of an inspection condition setting process performed when the SEM visual inspection apparatus performs an actual inspection.
  • SEM Shikigaikan inspection apparatus 1, for example, in operator inspection parameter input screen 200, the inspection parameters T, T d, T b, N i, N L, if completed the appropriate input of N S, the computer 13 Performs OSD display of the inspection start screen 300 on the monitor 14 and performs the inspection condition setting process shown in FIG. At that time, the operator refers to the expected inspection time displayed in the expected inspection time display column 341 of the prediction / result display window 300 while checking the charging waiting time T and per pixel in the inspection condition setting window 330. The irradiation time T can be adjusted.
  • the operator operates the input operation unit 15 to determine the irradiation time Td per pixel (step S01) and the charging waiting time T (step S02) using the inspection condition setting window 330 on the inspection start screen 300.
  • the inspection threshold value is determined (step S03) and it is detected that the trial inspection start button 334 is operated, the computer 13 of the SEM visual inspection apparatus 1 controls each part under the set inspection conditions, A trial inspection of the trial inspection region whose size is limited with respect to the actual inspection region 313 is performed (step S04).
  • the operator previously inputs on the inspection parameter input screen 200 according to the irradiation time T d per pixel and the charging waiting time T determined in the inspection condition setting window 330 on the inspection start screen 300.
  • the third method according to the charging waiting time T (6) in the equation (6) or the fourth method according to the charging waiting time T (7) in the equation (7) the irradiation method of the electron beam 21, which is selected either in a manner defined by the number N S of the scanning line S beam pixel number N i, or 1 scan line pixel number N L and the electron beam 21 of S is irradiated
  • the test inspection region of the semiconductor wafer 100 that is the observation sample is performed.
  • the computer 13 of the SEM visual inspection apparatus 1 associates the inspection result including the number of defects detected by the image processing unit 10 based on the inspection threshold with the inspection parameter as the inspection condition.
  • the inspection result including the number of defects detected by the image processing unit 10 based on the inspection threshold with the inspection parameter as the inspection condition.
  • step S06 The operator compares the test results of the test tests displayed in the test test result display window 320 of the test start screen 300, and the expected test time and the actual test test time displayed in the prediction / result display window 340. If it is necessary to reset the inspection parameters such as the charging waiting time T based on the comparison with the inspection time and change the inspection conditions (step S06), the process returns to step 1 to change the inspection conditions. Then, a trial inspection is performed again (steps S01 to S05).
  • the computer 13 obtains the test result of the trial inspection every time the computer 13 acquires the test result.
  • the parameters are stored in association with the number of detected defects detected in the trial inspection.
  • FIG. 10 is a diagram for explaining storage data stored as a result of a trial inspection that is stored and stored in the storage unit and is repeated several times while changing the inspection conditions.
  • step 5 the computer 13 changes the test conditions including the current test test result and repeats several test tests in the test test result display window 320 of the test start screen 300 in FIG.
  • the irradiation time T d per pixel, the charging waiting time T, and the number of detected defects are compared so that the operator can derive the optimum inspection condition.
  • the computer 13 displays the result of this trial inspection and the actual inspection time in the actual inspection time display field 342 and the defect number display field 343 of the prediction / result display window 340, and the operator can display the prediction result. Be able to contrast.
  • the results of the trial inspection including the current trial inspection result and a number of repeated test inspections are changed for each trial inspection.
  • the list is displayed in association with the time T d , the charging waiting time T, and the number of detected defects, it is displayed as a graph as shown in FIGS. 11 and 12 so that the operator can derive the optimum inspection condition. It is also possible to make it.
  • FIG. 11 shows an example in which the result of trial inspection repeated several times under different inspection conditions is displayed in a graph on the inspection result display window based on the relationship between the charging waiting time T or the beam irradiation time Td and the number of defects. It is.
  • FIG. 12 is an example in which the result of the trial inspection that has been repeated several times while changing the inspection condition is displayed in a graph on the inspection result display window based on the relationship between the sampling frequency f and the number of defects.
  • the sampling frequency f 1 / T d , beam irradiation time T d for each charging waiting time T difference.
  • the inspection condition displayed in the inspection result display window 320 is set as described above.
  • the optimum inspection condition is derived by referring to the result of the trial inspection that has been changed and repeated several times (step S07).
  • the operator does not necessarily increase the beam irradiation time Td and the charging waiting time T, particularly the charging waiting time T with respect to the results of other trial inspections.
  • the operator operates the input operation unit 15 with respect to the derived beam irradiation time Td and charging waiting time T, and the irradiation time setting field 332 and the charging waiting time setting field in the inspection condition setting window 330 on the inspection start screen 300.
  • the inspection condition is set at 331 (step S08).
  • the trial inspection result of the optimum inspection condition is designated in the inspection result display window 320 without directly setting the irradiation time setting field 332 and the charging waiting time setting field 331 in the inspection condition setting window 330.
  • the computer 13 can automatically set the corresponding beam irradiation time Td and charging waiting time T in the irradiation time setting column 332 and the charging waiting time setting column 331 in the inspection condition setting window 330.
  • step 1 to step 8 when the inspection parameter to be changed is determined in advance by a recipe or the like, the computer 13 changes the value of the inspection parameter to be changed based on the default value. However, it is possible to perform an automatic sequence in which several trial inspections are executed and controlled, the optimum inspection conditions are determined based on the results of the respective trial inspections, and the inspection conditions are set.
  • the operator When the operator sets the optimum inspection condition thus obtained, the operator operates the input device of the input operation unit 15 on the wafer map 312 displayed on the wafer map display unit 311 of the inspection region selection window 310. Then, the inspection area 313 is specified, and the specified inspection area 313 is set as the inspection area 313 of the main inspection by operating the area selection key 314 (step S09).
  • the computer 13 calculates the expected inspection time required for the main inspection for the inspection area 313 and displays the prediction / result display.
  • the expected inspection time display column 341 of the window 340 it is displayed instead of the expected inspection time of the trial inspection.
  • the display in the actual inspection time display field 342 and the defect number display field 343 of the wafer map display unit 311 is reset in preparation for the start of the main inspection (step S10).
  • step S09 by setting the inspection region 313 of the main inspection in step S09, the expected inspection time required for the main inspection for the set inspection region 313, that is, the inspection throughput T th of the main inspection is calculated in step S10. To do.
  • the computer 13 calculates the inspection throughput T th of the main inspection as described below, for example.
  • the inspection throughput of the main inspection that is, the time T th required for the main inspection of the inspection region 313 is the set area of the inspection region 313 of the main inspection S [nm 2 ], and one scanning line segment (one line portion) of the electron beam 21. ),
  • the net time required for irradiation is T L [sec]
  • the inspection pixel size is p [nm]
  • the length of one scanning line width (one line width) is L [nm]. It becomes a relational expression.
  • the net time T L [sec] required to irradiate one scanning line (one line) of the electron beam 21 is related to the charging waiting time T. For example, if the number of times of waiting for the charging waiting time T is N times, the same part is irradiated with (N + 1) times of the electron beam 21, so that the net time T L [ sec] can be expressed by equation (11).
  • the charging waiting time T is determined by a value set under the conditions of the equations (3) to (8).
  • Expression (10) and Expression (11) indicate that the charging waiting time T and the inspection time Tth have a proportional relationship. That is, when the charging waiting time T is simply increased, the inspection time T th of the inspection region 313 in the main inspection is delayed.
  • step 10 if the operator wants to further improve the throughput after confirming the expected inspection time in the main inspection displayed in the expected inspection time display field 341 of the prediction / result display window 340, the step is performed.
  • the optimum inspection condition determined in step 8 is changed (step S11).
  • the operator expects the charging waiting time T, the beam irradiation time T d set as the optimum inspection conditions based on the trial inspection, the number of defects detected by the trial inspection, and the main inspection based on the optimum inspection conditions. Until it can be confirmed that any of the inspection times is an optimum condition, the processes from Step 8 to Step 11 are repeated, and the charging waiting time T and the beam irradiation time T d set as the optimum inspection conditions, The size (area) of the set inspection region 313 of the main inspection is adjusted.
  • the inspection condition setting window 330 is displayed.
  • the main inspection start button 336 is operated to start the main inspection of the inspection area 313 (step S12).
  • step 8 to step 11 when the allowable maximum inspection time and the size of the inspection area are determined in advance by a recipe or the like, the computer 13 sets the value of the inspection parameter to be changed.
  • An automatic sequence in which the optimum inspection condition is judged and set as the inspection condition while changing based on the default value is also possible.
  • the computer 13 performs all the inspection condition setting processing shown in FIG. It is also possible to carry out automatically in cooperation with each part of the apparatus.
  • the inspection condition setting process has been described based on the inspection parameter input screen 200 shown in FIG. 7 and the inspection start screen 300 shown in FIG.
  • the inspection condition setting process shown in FIG. 9 is not limited to the method based on the inspection parameter input screen 200 and the inspection start screen 300 described above, and the optimal inspection condition for the main inspection is set based on the result of the trial inspection. Various modifications are possible as long as they are.
  • FIG. 13 and FIG. 14 are configuration diagrams of an example of an SEM type visual inspection apparatus including at least two electron guns that irradiate an electron beam according to the present embodiment.
  • the SEM visual inspection apparatus 1 ′, 1 ′′ of any of the embodiments observes an electron beam (electron beam) 51 from an electron source 52 for controlling the charged state of the observation sample 100.
  • At least one first electron gun 53 that irradiates the sample 100 is provided, and an electron beam (electron beam) 21 from the electron source 2 for forming a microscope image by the emitted electrons 22 from the observation sample 100 is observed.
  • the second electron gun 3 for irradiating the sample 100 is provided.
  • the irradiation position of the electron beam 51 from the first electron gun 53 and the irradiation position of the electron beam 21 from the second electron gun 3 are determined. It has become different. Therefore, the observation sample 100 placed on the sample stage 7 is irradiated with the irradiation position of the electron beam 51 from the first electron gun 53 and the irradiation of the electron beam 21 from the second electron gun 3 by driving the sample stage 7. It can be moved between positions. Thus, the observation sample 100 can be irradiated with the electron beam 51 from the first electron gun 53 or the electron beam 21 from the second electron gun 3 according to the driving position of the sample stage 7. ing.
  • the irradiation position of the electron beam 51 from the first electron gun 53 and the irradiation position of the electron beam 21 from the second electron gun 3 match. Therefore, similarly to the second electron gun 3, the first electron gun 53 is also provided with a blanking electrode 55 for preventing the observation sample 100 from being irradiated with the electron beam 51. Thereby, even if the irradiation position of the electron beam 51 from the first electron gun 53 and the irradiation position of the electron beam 21 from the second electron gun 3 coincide, The beam 51 or the electron beam 21 can be alternatively irradiated at different times.
  • the first electron gun 53 is configured to include the blanking electrode 55 for preventing the observation sample 100 from being irradiated with the electron beam 51.
  • an electron gun having a function of stopping the electron beam emission from the electron source 52 and preventing the electron beam 51 from reaching the observation sample 100 is applied to the first electron gun 53. May be.
  • the method of irradiating the electron beam 51 from the first electron gun 53 may be configured to scan the observation sample 100 or relatively.
  • a configuration in which the surface of the observation sample 100 is irradiated with a large beam diameter may be used.
  • the SEM type visual inspection apparatus 1 ′, 1 ′′ according to the present embodiment also has the electrical characteristics shown in FIG. 2 and the equations (1) and (2) between the normal portion 111 and the defective portion 112 of the semiconductor wafer 100.
  • the “charge waiting time T” from the first (for example, the first) irradiation of the charged particle beam to the next (for example, the second) irradiation of the charged particle beam can be used for control.
  • the observation sample 100 is irradiated with the electron beam 51 by the first electron gun 53 and then the electron beam 21 is irradiated by the second electron gun 3.
  • the first and second electron guns 53 and 3 are used to generate this “charging waiting time T”.
  • the irradiation method of the electron beams 51 and 21 will be described.
  • the irradiation position of the electron beam 51 from the first electron gun 53 and the irradiation position of the electron beam 21 from the second electron gun 3 are different.
  • a stage drive control system 56 provided on the stage 7 drives and controls the sample stage 7 so that the observation sample 100 can be moved between the irradiation position of the electron beam 51 and the irradiation position of the electron beam 21.
  • the driving configuration of the sample stage 7 may be a configuration in which the sample stage 7 is driven and moved continuously, or a configuration in which the sample stage 7 is driven and moved in a step-and-repeat that repeats driving and stopping.
  • the computer 13 controls the stage moving speed of the sample stage 7 by the stage drive control system 56 at that time according to the “charging waiting time T” as follows.
  • the sample stage 7 is, for example, constant.
  • the first electron gun 53 irradiates the observation sample 100 with the first electron gun 53 (for example, the first time) and the second electron gun 3 thereafter (
  • the charging waiting time T until the electron beam irradiation for observation for the second time can be expressed by Expression (12).
  • the charging wait Time T can be expressed by equation (13).
  • the first and second electron guns 53 and 3 are provided.
  • the first electron gun 53 is used for the initial irradiation position of the electron beam 51 for promoting charging, and for the subsequent observation by the second electron gun 3.
  • the optical axis of the electron beam 51 at the irradiation position of the first electron gun 53 and the optical axis of the electron beam 21 at the irradiation position of the second electron gun 3 The distance L is constant, and if the stage moving speed v of the sample stage 7 and the total stop time T s in the step and repeat can be determined, the uniquely required charging waiting time T can be obtained.
  • the irradiation position of the electron beam 51 from the first electron gun 53 and the irradiation position of the electron beam 21 from the second electron gun 3 coincide with each other.
  • the SEM visual inspection apparatus 1 ′′ is configured to irradiate the first electron 21 when irradiating the electron beam 21 from the second electron gun 3.
  • the detector 8 By stopping the irradiation of the electron beam 51 from the gun 53, the detector 8 does not detect the emitted electrons due to the irradiation of the charge promoting electron beam 51 from the first electron gun 53, and the second Electron beam 2 for observation from the electron gun 3 Irradiation emitted electrons only detected by the has a structure in which the electron microscope image can be acquired.
  • the irradiation stop of the electron beam 51 from the first electron gun 53 and the irradiation stop of the electron beam 21 from the second electron gun 3 are stopped by, for example, the blanking electrodes 55, This is performed by the operation control 5.
  • the observation sample 100 is irradiated with the electron beam 51 for promoting charging from the first electron gun 53, and then the irradiation of the electron beam 51 from the first electron gun 53 is stopped, and the second electron is stopped.
  • T bb time until the observation sample 100 is irradiated with the observation electron beam 21 from the gun 3 is T bb .
  • the first electron gun 53 irradiates the observation sample 100 with the electron beam for the first charging (for example, the first time).
  • the charging waiting time T from the electron beam irradiation for subsequent observation (for example, the second time) by the second electron gun 3 can be expressed by Expression (14).
  • the first and second electron guns 53 and 3 are provided, and the irradiation position of the first charge promoting electron beam 51 by the first electron gun 53 and the subsequent (for example, second time) by the second electron gun 3.
  • the observation sample 100 is irradiated with the electron beam 51 for promoting charging from the first electron gun 53, and then the first electron gun 53 is irradiated. If the time T bb until the irradiation of the electron beam 51 from the second electron gun 53 is stopped and the observation sample 100 is irradiated with the observation electron beam 21 from the second electron gun 3 can be determined, the charging is uniquely required.
  • the waiting time T can be obtained.
  • the inspection parameters including the charging waiting time T for highlighting the difference in electrical characteristics between the normal portion 111 and the defective portion 112 of the semiconductor wafer 100 are set from the first electron gun 53.
  • the inspection parameters including the charging waiting time T for highlighting the difference in electrical characteristics between the normal portion 111 and the defective portion 112 of the semiconductor wafer 100 are set from the first electron gun 53.
  • whether the irradiation position of the electron beam 51 and the irradiation position of the electron beam 21 from the second electron gun 3 are different or coincident with each other. Is set as follows.
  • the optical axis of the electron beam 51 and the optical axis of the electron beam 21 at the irradiation position respectively. Since the distance L is fixed, if the stage speed v is set as the inspection parameter when the sample stage 7 is continuously driven, a uniquely required charging waiting time T is set. .
  • the sample stage 7 is driven by step and repeat, in addition to setting the stage speed v as an inspection parameter, if the total time T s is further set, uniquely required charging The waiting time T is set.
  • the irradiation of the electron beam 51 from the first electron gun 53 is performed as an inspection parameter. If the time T bb is set until the observation sample 100 is irradiated with the observation electron beam 21 from the second electron gun 3 by stopping, a uniquely required charging waiting time T is set. .
  • FIG. 15 is a diagram showing an example of an inspection parameter input screen as a kind of monitor input screen in the SEM type visual inspection apparatus of the present embodiment.
  • the inspection parameter input screen 200 ′ is similar to the inspection parameter input screen 200 according to the first embodiment shown in FIG. 7.
  • the window is displayed on the screen of the monitor 14 by 15 predetermined operations.
  • the inspection parameter input screen 200 ′ has a charging waiting time input field 201 for inputting the charging waiting time T, and the SEM type in which the irradiation position of the electron beam 51 and the irradiation position of the electron beam 21 are different.
  • stage speed input field 221 for inputting the stage speed v when the sample stage 7 is driven, and further when the sample stage 7 is driven by step and repeat
  • stage stop time input field 222 for inputting a total stop time T s when stopping at the time, while the irradiation position of the electron beam 51 and the irradiation position of the electron beam 21 coincide with each other.
  • the irradiation of the electron beam 51 from the first electron gun 53 is stopped, and the observation electron beam 21 is observed from the second electron gun 3.
  • a blanking time input field 223 for inputting a time T bb until the material 100 is irradiated is provided.
  • the inspection parameter input screen 200 ′ has a setting button (OK button) 207 for setting the input value of each of these parameters as an inspection parameter of the inspection condition.
  • the operator uses the SEM appearance inspection apparatus 1 ′ in which the irradiation position of the electron beam 51 and the irradiation position of the electron beam 21 are different depending on the hardware configuration of the SEM appearance inspection apparatus 1 ′, 1 ′′.
  • these inspection parameters T, v, T s , and T bb are appropriately input according to the difference in driving of the sample stage 7.
  • the values of the inspection parameters v, T s and T bb are selected according to the input charging waiting time T value.
  • the range is getting narrower and the options are getting smaller.
  • the operator when the operator appropriately inputs the inspection parameters T, v, T s , and T bb on the inspection parameter input screen 200 ′, the operator operates the setting button (OK button) 207 to perform the operation.
  • the inputted inspection parameters T, v, T s , T bb are temporarily stored in the computer 13 of the SEM type visual inspection apparatus 1 as inspection conditions.
  • the computer 13 of the SEM visual inspection apparatus 1 uses the first embodiment shown in FIG. 8 based on the inspection parameters T, v, T s and T bb set on the inspection parameter input screen 200 ′.
  • An inspection start screen similar to the inspection start screen 300 is displayed in a window on the screen of the monitor 14 instead of the inspection parameter input screen 200 ′.
  • the operator Based on the inspection start screen, the operator performs inspection condition setting processing including execution of trial inspection, similar to the inspection condition setting processing according to the first embodiment shown in FIG. Based on the inspection result, the optimum inspection condition for the main inspection is set.
  • the SEM type visual inspection apparatus 1, 1 ′, 1 ′′ has been described as the embodiment relating to the charged particle microscope apparatus and the charged particle beam control method of the present invention.
  • the present invention is limited to the above-described embodiment.
  • various modifications can be made within the scope of the invention described in the claims, that is, other than the SEM visual inspection apparatus 1, for example, as in a general electron microscope apparatus or ion microscope. Any charged particle microscope apparatus configured to acquire an observation image by detecting emitted electrons emitted from an observation sample by irradiation with a charged particle beam can be applied.
  • the charging waiting time T can be determined by setting various parameters.
  • the setting of the charging waiting time T is the time from the start of the irradiation of the first charge promoting electron beam including the irradiation time Td of the electron beam per pixel for the first charging promoting.
  • the time may be any time from the end of the first charging promotion electron beam irradiation, excluding the first electron beam irradiation time Td for charging promotion.
  • FIG. 16 shows a modification of the inspection parameter input screen shown in FIG.
  • the operator is prompted to input various parameters v, T s and T bb.
  • the charging waiting time T is automatically displayed by setting various parameters v, T s , and T bb .

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Abstract

観察試料又は欠陥部の帯電状態が最適になった時点で信号検出をできる荷電粒子顕微鏡装置及び荷電粒子ビーム制御方法を提供する。観察試料１００に対しての始めの帯電促進用の電子ビーム２１の照射から次の試料観察用の電子ビーム２１の照射までの帯電待ち時間Ｔを、観察試料１００又は観察試料１００に発生する欠陥部１１２の状態に応じて設定し、この帯電待ち時間Ｔに基づいて観察試料１００に対して帯電促進用の電子ビーム２１の照射と試料観察用の電子ビーム２１の照射とを行う。

Description

荷電粒子顕微鏡装置及び荷電粒子ビーム制御方法
　本発明は、荷電粒子顕微鏡装置を用いて、試料の帯電状態及び観察状態を制御する技術に関する。
　コンピュータ等に使用されるメモリやマイクロコンピュータ等の半導体装置は、ホトマスクに形成された回路等のパターンを、露光処理、リソグラフィー処理、エッチング処理等により転写する工程を繰り返すことによって製造される。
　半導体装置の製造過程においては、リソグラフィー処理、エッチング処理、その他の処理の結果の良否、異物発生等の欠陥の存在は、半導体装置の製造歩留まりに大きく影響を及ぼす。そこで、異常発生や不良発生を、早期にあるいは事前に検知するため、各製造工程の終了時に、半導体ウェーハ上のパターンの検査が走査型電子顕微鏡（以下、ＳＥＭとも称す）式外観検査装置を用いて実施される。以下、このようなＳＥＭを利用した検査方法を電子線式検査方法と称する。
　電子線式検査方法では、光学式外観検査あるいはレーザ式検査よりも高分解能な観察画像が得られることから、微細な回路パターン上の微小異物や欠陥の検出が可能である。加えて、電子線照射による帯電の影響で表面の電位の差が二次電子放出効率に反映する電位コントラストを形成できるため、半導体ウェーハの表面や下層で発生した回路パターンの導通・非導通、配線やトランジスタのショート等の電気的欠陥を、その観察画像により検出することも可能である。
　一方、電子線式検査方法では、帯電による影響が検査結果に強く影響を与えるために、通常の走査型電子顕微鏡のように単純に電子ビーム（電子線）を走査し、観察試料から発生する二次電子あるいは反射電子を検出して信号化した結果だけでは、観察画像の取得時における観察試料の帯電量が不十分である問題点があった。
　そこで、このような問題点を解決するために、積極的に観察試料の帯電状態を制御する方法が考えられている。
　例えば、特許文献１には、電子顕微鏡用電子銃以外に別途設けられた帯電促進用の電子銃を用いて、観察試料の帯電を促進させる方法が記載されている。
　しかしながら、実際には、このような観察試料の帯電状態のみを促進するだけの方法では、観察試料の帯電状態の制御は不十分である。何故なら、観察のための最適な電位分布又は帯電状態を形成するための時間が、観察試料又は欠陥部の状態毎に応じて異なるからである。そのため、電子線の照射による観察試料又は欠陥部に対しての帯電促進開始から最適な電位分布又は帯電状態を形成するための時間の経過を待って観察を行う必要が多々あった。
　具体的には、観察試料又は検出したい欠陥部を等価回路的に容量成分（キャパシタンス成分）と置き換えたとすると、観察試料又は検出したい欠陥部の表面電位状態はその容量成分によって決定され、上述の待ち時間は、この容量成分に電荷が蓄積し始めてから電荷蓄積が最大になるまでの時間によって決定される。つまり、観察試料又は検出したい欠陥部に電荷が蓄積した瞬間から観察を行う瞬間までの時間が、上述した最適な電位分布又は帯電状態を決定するための重要な要素となる。
　そこで、特許文献２及び特許文献３には、ｐｎ接合を有するプラグを含む観察試料に対し、正常なｐｎ接合のプラグの帯電緩和時間よりも短い照射間隔で電子ビーム（電子線）を複数回照射し続けて正常なｐｎ接合有するプラグの帯電を飽和状態にすることにより、正常な箇所とリーク発生箇所とで帯電レベルに差をつけ、これを電位コントラストとして明暗の差として観察することによって区別する検査方法が記載されている。また、この複数回の電子線の照射間隔については、電子ビーム電流、電子ビーム照射時間、電子ビーム照射のインターバル時間を可変にし、独立して制御することが記載されている。さらに、その設定については、個々の検査パラメータを入力したり、予め検査条件ファイルとしてデータベース化されている各種検査パラメータの組み合わせの中から所望の検査条件ファイルを選択したりして行うことが記載されている。
特開平１０－２９４３４５号公報 特許公開２００２－００９１２１号公報 特許公開２００４－０３１３７９号公報
　上述したような電子線式検査方法では、観察試料又は検出したい欠陥部の検査は、電子線を含めた荷電粒子ビームの照射によって観察試料又は検出したい欠陥部に最適な電荷蓄積が行われるまで待って行う必要性がある。その一方で、検査装置としては、観察試料に照射する電子線の走査や観察試料から発生する二次電子等の信号検出は高速に行い、検査スループットを極力高めなければならない。
　しかしながら、この観察試料の帯電状態が最適になるまで待つことは、検査スループットを上げることとは相反関係であるため、観察試料の帯電状態が最適になり、かつスループットも最大になるような帯電制御技術及びその方法が必要となる。
　この点に係り、特許文献２及び特許文献３に記載の検査方法では、電子ビーム電流、電子ビーム照射時間、電子ビーム照射のインターバル時間の設定が可変であるものの、その中の電子ビーム照射のインターバル時間の設定は、正常なｐｎ接合有するプラグ（観察試料に相当）の帯電を複数回の電子ビーム照射に分けて飽和状態にするために行われるものであるに過ぎなかった。すなわち、特許文献２及び特許文献３に記載の検査方法では、電子ビーム照射のインターバル時間の設定も、観察試料の帯電を複数回の電子ビーム照射に分けて飽和状態にするために行われるものであって、観察試料又は検出したい欠陥部に電荷が蓄積した瞬間から観察を行う瞬間までの時間を設定するためのものではなかった。
　さらに、特許文献２及び特許文献３に記載の検査方法では、インターバル時間等といった個々の検査パラメータの入力や、所定の検査パラメータの組み合わせからなる検査条件ファイルの選択も、前述したとおり、観察のための最適な電位分布又は帯電状態を形成するための時間が観察試料又は欠陥部の状態の僅かな相違によって異なるため、その設定は依然として手間を要するものとなっていた。
　本発明は、斯かる点に鑑みてなされたもので、観察試料又は欠陥部の帯電状態が最適になった時点で信号検出をできる帯電制御及び電子線制御技術を備えた荷電粒子顕微鏡装置及び荷電粒子ビーム制御方法を提供することを目的とする。
　本発明に係る荷電粒子顕微鏡装置及び荷電粒子ビーム制御方法は、観察試料の任意の検査領域に対して少なくとも２回以上荷電粒子ビームを照射するための機能を有し、始め（ｎ-１回目（ただし、ｎ≧２））の帯電促進用の荷電粒子ビーム照射と次（ｎ回目）の試料観察用（又は画像取得用）の荷電粒子ビーム照射との間の時間差を、観察試料又は欠陥部の状態に応じて的確かつ迅速に設定する機能を有することを特徴とする。
　そして、この始めの帯電促進用の荷電粒子ビーム照射から次の試料観察用の荷電粒子ビーム照射までにかかる時間差の調整は、荷電粒子ビームを少なくとも２回以上照射するための制御用電磁レンズとこの制御用電磁レンズの制御システムにより、観察試料の任意の観察領域内のさらに領域を制限した検査部位についての、それぞれ調整した時間差による検査結果に基づいて、容易に設定可能になっている。
　また、始めの帯電促進用の電粒子ビーム照射から次の試料観察用の照射までにかかる時間差の調整は、二つ以上の荷電粒子ビーム発生器を備えることでも可能である。
　本発明によれば、始めの帯電促進用の荷電粒子ビームの照射から次の試料観察用の荷電粒子ビームが照射されるまでの最適な帯電待ち時間を、的確、かつ迅速・容易に設定できることによって、観察試料の帯電状態が最適になった時点で観察試料から発生する二次電子等の信号の検出を行うことができ、検査結果の精度向上をはかるとともに、検査スループットも高めることができる。
観察試料の一例としての、正常部と欠陥部を備えた半導体ウェーハの断面図である。 荷電粒子ビームがそれぞれ照射された際における、ビアの正常部及び欠陥部それぞれの等価回路の回路図である。 正常部及び欠陥部それぞれに電流パルス幅１０[nsec]のパルス電流を入力した場合の、時間経過と電圧との関係を示した図である。 本発明の一実施の形態に係るＳＥＭ式外観検査装置の構成図である。 電子ビームの１走査線方向に並んでいる任意の数の照射部位を順次照射した電子ビームが、当初の照射部位に戻ってくる様子の説明図である。 電子ビームの１走査線に含まれるライン最大画素数の照射部位を、複数の走査線それぞれについて順次照射した電子ビームが、当初の走査線の照射開始部位に戻ってくる様子の説明図である。 ＳＥＭ式外観検査装置におけるモニタ入力画面の一種としての検査パラメータ入力画面の一実施例を示した図である。 ＳＥＭ式外観検査装置におけるモニタ入力画面の一種としての検査開始画面の一実施例を示した図である。 ＳＥＭ式外観検査装置が実検査を実施するに当たって行う検査条件設定処理のフローチャートである。 記憶部に蓄積保存された、検査条件を変更して幾つか繰り返された試し検査の結果の記憶データを説明する図である。 検査条件を変更して幾つか繰り返された試し検査の結果を、帯電待ち時間Ｔと欠陥数との関係に基づいて検査結果表示ウィンドウグラフ表示した例である。 検査条件を変更して幾つか繰り返された試し検査の結果を、サンプリング周波数ｆと欠陥数との関係に基づいて検査結果表示ウィンドウにグラフ表示した例である。 本発明の別の実施の形態に係る、電子線を照射する電子銃を少なくとも２つ以上備えたＳＥＭ式外観検査装置の一実施例の構成図である。 電子線を照射する電子銃を少なくとも２つ以上備えたＳＥＭ式外観検査装置の別の実施例の構成図である。 電子銃を少なくとも２つ以上備えたＳＥＭ式外観検査装置におけるモニタ入力画面の一種としての検査パラメータ入力画面の一実施例を示した図である。 図１５に示した検査パラメータ入力画面の変形例を示したものである。
　以下、本発明の荷電粒子顕微鏡装置及び荷電粒子ビーム制御方法の実施の形態について、図面に基づいて説明する。なお、本発明は、一般の電子顕微鏡装置やイオン顕微鏡等の荷電粒子顕微鏡装置にも適用可能であるが、以下の説明では、半導体ウェーハ製造工程に配置される外観検査装置に適用した場合を例に、その実施の形態について具体的に説明する。また、実施の形態の外観検査装置では、画像を観察するための荷電粒子顕微鏡装置としてＳＥＭを想定しているが、後述する帯電待ち時間の制御は、面照射を行う放射電子顕微鏡（ＥＥＭ, electron emission microscopy）を備えた外観検査装置にも適用可能である。
　＜原理＞
　ここで、本実施の形態に係るＳＥＭ式外観検査装置による、半導体ウェーハの欠陥認識のための基本的な原理に関して、まず説明する。
　本実施の形態に係るＳＥＭ式外観検査装置では、観察試料の電気的特性の違いを浮き出たせるため、荷電粒子ビーム照射時間や、始め（例えば１回目）に荷電粒子ビームを照射してから次（例えば２回目）に荷電粒子ビームを照射するまでの間の時間を、制御又は設定する機能を有する。
　以下、説明簡便のため、観察試料として、縦型の配線（以下、ビアと称する）が複数形成された半導体ウェーハを例に、本実施の形態のＳＥＭ式外観検査装置による欠陥認識のための基本的な原理について説明する。
　図１は、観察試料の一例としての、正常部と欠陥部を備えた半導体ウェーハの断面図である。
　図示の観察試料としての半導体ウェーハ１００は、基板１０１表面の金属膜１０２上に形成された絶縁膜層１０３に、複数のビア１１０が相互に間隔を置いて形成された構成になっている。各ビア１１０は、一端側がウェーハ表面に露出し、他端側が金属膜１０２と当接するように絶縁膜層１０３の膜厚方向に沿って延びる縦型の配線である。そして、この複数のビア１１０の中には、ビア・ホールが絶縁膜層１０３を貫通しビア１１０の底部（他端）が金属膜１０２に当接している正常部１１１と、ビア・ホールが絶縁膜層１０３を貫通せずに金属膜１０２との間に絶縁膜部（欠陥箇所）１０４が介在し、ビア１１０の底部（他端）が金属膜１０２に当接していない欠陥部１１２とが含まれている。このようなビア１１０の正常部１１１及び欠陥部１１２に対し、荷電粒子ビームとしての電子ビーム（電子線）をそれぞれ照射した場合の等価回路を、図２に示す。
　図２は、荷電粒子ビームがそれぞれ照射された際における、ビアの正常部及び欠陥部それぞれの等価回路である。図２（ａ）は、ビアの正常部の等価回路を、図２（ｂ）は、ビアの欠陥部の等価回路をそれぞれ示す。
　正常部１１１は、ビア１１０と金属膜１０２とが繋がっているので、ビア配線抵抗Ｒ１，金属膜抵抗Ｒ２とで、正常部１１１におけるビア－金属膜間の等価回路部分を表すことができる。
　これに対し、欠陥部１１２は、金属膜１０２とビア１１０とが繋がっていないので、ビア配線抵抗Ｒ１，金属膜抵抗Ｒ２の他に、絶縁膜部（欠陥箇所）１０４のキャパシタンス（容量）成分Ｃ２と抵抗成分Ｒ４とを加えて、欠陥部１１２におけるビア－金属膜間の等価回路部分を表すことができる。
　なお、ここでは、正常部１１１における、ビア１１０と金属膜１０２との当接部分における金属－金属界面抵抗や、欠陥部１１２における、ビア１１０若しくは金属膜１０２と絶縁膜部１０４とのそれぞれ当接部分における金属－絶縁膜界面抵抗については、理解容易のため、上述の等価回路の説明では便宜的に無視した。また、ビア１１０の欠陥部１１２と正常部１１１とでは、それぞれのビア配線抵抗Ｒ１が、絶縁膜部１０４の膜厚の有無分に対応した抵抗長さ相違分だけ抵抗値は異なるが、その相違分は絶縁膜部（欠陥箇所）１０４の抵抗成分Ｒ４の値と比べて僅かに過ぎないので、正常部１１１及び欠陥部１１２とも、ビア１１０の配線抵抗Ｒ１の値は便宜的に等しいものとして表している。
　その上で、正常部１１１又は欠陥部１１２いずれのビア１１０でも、これらビア１１０が形成されている半導体ウェーハ１００は、電子ビームの照射を受ける際、後述のＳＥＭ式外観検査装置１の試料ステージ７に保持された状態になる。そのため、試料ステージ７に保持された半導体ウェーハ１００の金属膜１０２は、この試料ステージ７に対して、電気的に基板１０１を介在させて接触していることになる。これにより、半導体ウェーハ１００の金属膜１０２と試料ステージ７との間は、基板１０１の抵抗成分Ｒ３及びキャパシタンス（容量）成分Ｃ１とを含む構成の等価回路で表すことができる。この結果、荷電粒子ビームがそれぞれ照射された際における、ビア１１０の正常部１１１及び欠陥部１１２それぞれの等価回路１２１，１２２は、図２（ａ），図２（ｂ）に示すように表せる。
　そこで、ビア配線抵抗Ｒ１の抵抗値をＲ１，金属膜抵抗Ｒ２の抵抗値をＲ２，ウェーハ－ステージ間抵抗成分の抵抗値をＲ３，欠陥箇所である絶縁膜部１０４の抵抗成分をＲ４，ウェーハ－ステージ間キャパシタンス（容量）成分をＣ１，欠陥箇所である絶縁膜部１０４のキャパシタンス成分をＣ２とし、電子ビームの照射による入力電流をＩとすると、半導体ウェーハ１００のビア１１０の正常部１１１及び欠陥部１１２それぞれのウェーハ表面に相当する電位Ｖは、式(１)，式(２)の回路式によって表すことができる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000001
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000002
　なお、上記各式において、ｊは虚数であり、ωは入力電流Ｉの角周波数である。
　ここで、両式を対比すると、式(２)で表した欠陥部１１２のウェーハ表面に相当する電位Ｖは、式(１)で表した正常部１１１のウェーハ表面に相当する電位Ｖにはない、第４項の欠陥箇所のインピーダンス成分（Ｒ４／(１＋ｊωＣ２Ｒ４)）があるため、ウェーハ表面各所の電位Ｖを比較することによって、正常部１１１と欠陥部１１２とを識別することが可能となる。
　一方、ＳＥＭでは、電子ビームが連続的に走査されるので、半導体ウェーハ１００の正常部１１１又は欠陥部１１２では、入力電流Ｉが急激に入力される状態になるといえる。
この結果、正常部１１１又は欠陥部１１２は、この入力電流Ｉに対応した電流パルスが印加された状態となる。
　ここで、例えば、１０[nsec]間だけ、上記正常部１１１及び欠陥部１１２に５０[nＡ]の電流が投入された場合について考える。
　その際、前述したＲ１を１００[Ω]、Ｒ２を１００[Ω]、Ｒ３を１０００[MΩ]、Ｒ４を１０[GΩ]とし、Ｃ１を１[pＦ]、Ｃ２を１[fＦ]（＝１/１０００[pＦ]）とすると、正常部１１１及び欠陥部１１２それぞれのウェーハ表面の電位Ｖは、電子ビームの走査によって図３に示すような応答性を示す。
　図３は、正常部及び欠陥部それぞれに電流パルス幅１０[nsec]のパルス電流を入力した場合の、時間経過と電圧との関係を示した図である。
　正常部１１１では、電流投入時間、すなわち電流パルス幅に対応した約１０[nsec]の間だけ、正常部１１１のウェーハ表面はほぼ０.１[mＶ]の電圧を保っているのに対し、欠陥部１１２では、電流投入開始時点から電流投入時間に対応する初めの１０[nsec]の間で、欠陥部１１２のウェーハ表面の電位Ｖは最大値であるほぼ１[Ｖ]まで立ち上がり、その後、約１０[usec]かけて、電流投入前の値である０[Ｖ]付近まで下がり続ける。
　このような場合、仮に、電子ビームを照射した瞬間だけに着目して、正常部１１１及び欠陥部１１２それぞれのウェーハ表面の電圧信号を検出するのであれば、図中に示したＡ点で信号を検出することになる。しかしながら、Ａ点は、正常部１１１及び欠陥部１１２とも、電圧信号の時間変化が急激な立ち上がり時であるため、僅かな時間的なずれで、欠陥部１１２のウェーハ表面電位が、正常部１１１のウェーハ表面電位に対して、比較識別できる程、十分上がり切っていない可能性もある。
　また、図中に示したＣ点では、欠陥部１１２の容量成分Ｃ１，Ｃ２に溜まっていた電荷が放出されてしまうので、欠陥部１１２のウェーハ表面電位Ｖも０[Ｖ]付近になり、正常部１１１のウェーハ表面電位Ｖと識別することが困難である。
　そこで、正常部１１１と欠陥部１１２との識別のためには、正常部１１１及び欠陥部１１２それぞれのウェーハ表面の電位差ΔＶの検出が重要なので、正常部１１１と欠陥部１１２との表面電位差ΔＶが最も大きい、図中に示したＢ点近傍で正常部１１１及び欠陥部１１２それぞれのウェーハ表面の電位を信号検出することが望ましい。
　このような簡単なシミュレーション結果からも、正常部１１１と欠陥部１１２の識別するためには、電子ビームの始め（例えば１回目）の帯電促進用の照射から次（例えば２回目）の試料観察用の照射までの時間（以下、帯電待ち時間Ｔと称す）が非常に重要であることが理解できる。
　図２で示した、正常部１１１及び欠陥部１１２それぞれの等価回路１２１，１２２の回路成分の値は、ウェーハ状態，欠陥状態，測定条件等により実際の値が異なるため、例えば対応する回路成分の抵抗値や容量値が異なると、正常部１１１及び欠陥部１１２それぞれのウェーハ表面電位Ｖの立ち上がり時間や立ち下がり時間が変わる。しかしながら、このように正常部１１１及び欠陥部１１２それぞれの等価回路１２１，１２２の回路成分の値がウェーハ状態，欠陥状態，測定条件等により実際の値に変動があるにしても、最適な表面電位Ｖで正常部１１１又は欠陥部１１２を観察するためには、この帯電待ち時間Ｔが重要なパラメータであることには変わりない。
　＜実施の形態＞
　次に、上記説明した、半導体ウェーハ野欠陥認識のための基本的な原理に基づいた、本実施の形態のＳＥＭ式外観検査装置及びその荷電粒子ビーム制御方法について説明する。
　<第１の実施の形態>
　［構成］
　図４は、本発明の第１の実施の形態に係るＳＥＭ式外観検査装置の構成図である。
　本実施の形態によるＳＥＭ式外観検査装置１は、電子源２を有する電子銃３，偏向器４，ブランキング電極５，対物レンズ６，試料ステージ７，検出器８，検出制御部９，画像処理部１０，レンズ制御部１１，偏向器制御部１２，コンピュータ１３，モニタ１４，及び入力操作器１５を有する。
　電子銃３は、電子源２で生成された電子（荷電粒子）を加速し、観察試料１００の半導体ウェーハ１００に照射する電子ビーム２１（１次電子ビーム２１）を発生する。
　偏向器４は、偏向器制御部１２から供給される偏向信号に基づいて電子ビーム２１を偏向し、観察試料１００上で電子ビーム２１を２次元走査する。
　ブランキング電極５は、レンズ制御部１１から供給されるブランキング信号により電子ビーム２１を観察試料１００に照射しないように偏向し、観察試料１００に対する電子ビーム２１の照射をＯＮ／ＯＦＦする。
　対物レンズ６は、レンズ制御部１１から供給される集束信号により、偏向器４によって偏向された電子ビーム２１を、試料ステージ７に載置されている観察試料１００に微小スポットとして集束させる。
　試料ステージ７には、観察試料としての半導体ウェーハ１００が載置される。
　検出器８は、電子ビーム２１の照射によって半導体ウェーハ１００から発生する２次電子又は反射電子といった放出電子２２を検出する。
　検出制御部９は、検出器８の検出信号を信号増幅した後、サンプリングクロックに基づいて検出信号をＡ／Ｄ変換し、デジタル信号化する。
　画像処理部１０は、コンピュータ１３と協働して、検出制御部９から供給されるデジタル検出データに基づいて観察試料１００の画像データを生成したり、取得した観察試料１００の画像データから欠陥部１１２の有無を判定したり、等といった処理を行う。そのために、画像処理部１０は、デジタル検出データを基づく画像データを生成する画像生成部、画像データを記憶するための画像記憶部、画像データを比較・演算処理する演算部、画像データの比較・演算処理結果を基に欠陥部１１２の欠陥判定処理等を行う欠陥判定部を含む。
　レンズ制御部１１は、コンピュータ１０から供給される検査条件を反映した観察条件に基づいて、電子銃３や、偏向器４，ブランキング電極５，対物レンズ６といった各種電磁レンズを作動制御する。
　偏向器制御部１２は、このレンズ制御部１１から供給される、検査条件を反映した観察条件に基づく偏向制御指示にしたがって、偏向器４を作動制御する。
　コンピュータ１３は、画像処理部１０，レンズ制御部１１，モニタ１４，及び入力操作器１５等と接続され、これら接続された各部を制御する。その際、コンピュータ１３は、検査条件としての各種データを設定入力するための入力画面をモニタ１４にＯＳＤ（On Screen Display）表示し、この入力画面を用いて入力操作器１５の操作によって設定入力された検査パラメータに基づく検査条件にしたがって、画像処理部１０やレンズ制御部１１にこの検査条件に基づく画像取得処理や欠陥判定処理を行わせ、その処理結果を取得する。そして、この取得した処理結果を、モニタ１４にＯＳＤ表示されている入力画面に表示反映する。
　モニタ１４は、欠陥部１１２の位置、欠陥部１１２の種類、欠陥数等といった検査結果を表示するとともに、検査条件の検査パラメータを設定入力するための入力画面をＯＳＤ表示する。
　入力操作器１３は、モニタ１４にＯＳＤ表示された入力画面のＧＵＩ（Graphical User Interface）等を操作したり、検査パラメータを設定入力したりするもので、例えばキーボードやポインティングデバイスといった入力デバイスを有する。
　このような構成を備えたＳＥＭ式外観検査装置１では、観察試料としての半導体ウェーハ１００の検査を、設定入力された検査パラメータに基づく検査条件にしたがって、概略、次のようにして行う構成になっている。
　電子銃３から放出された電子ビーム２１は、偏向器４により偏向され、対物レンズ６によって集束されて、試料ステージ７上に配置された半導体ウェーハ（観察試料）１００上を走査しながら照射される。この半導体ウェーハ１００への電子ビーム２１の照射において、ブランキング電極５にブランキング信号が供給されると、電子ビーム２１のビーム軌道はブランキング電極５によって屈曲され、電子ビーム２１は、半導体ウェーハ１００に照射されなくなる。
　一方、この電子ビーム２１の照射によって半導体ウェーハ１００から放出された放出電子２２は、検出器８に到達するとこの検出器８によって検出される。検出器８からの検出信号は、検出制御部９によって信号増幅された後、偏向器４による電子ビーム２１の走査に同期したサンプリングクロックに基づいてＡ／Ｄ変換されてデジタル化される。そして、このデジタル検出データは画像処理部１０に送られ、電子ビーム２１の走査範囲に対応した半導体ウェーハ１００上の観察領域の画像データが、画像処理部１０によって生成される。その上で、画像処理部１０は、半導体ウェーハ１００の電子ビーム２１を照射した観察領域の電位コントラストを明暗の差に反映した、この生成した画像データを基に、回路パターンの欠陥部１１２の有無、及び欠陥部１１２の種類を判定する。
　［電子ビームの照射方法］
　次に、上述したＳＥＭ式外観検査装置１による半導体ウェーハ１００の検査における、電子ビーム２１の具体的な照射構成及び照射方法について詳述する。
　本実施の形態に係るＳＥＭ式外観検査装置１は、半導体ウェーハ１００の正常部１１１と欠陥部１１２との、図２及び式(１)，式(２)に示した電気的特性の違いを浮き出たせるため、電子ビーム２１の照射時間や、始め（例えば１回目）に帯電促進用の荷電粒子ビームを照射してから次（例えば２回目）に試料観察用の荷電粒子ビームを照射するまでの間の“帯電待ち時間Ｔ”を、電子ビーム２１の照射方法によって制御可能な構成になっている。
　まず、半導体ウェーハ１００の回路パターンの正常部１１１又は欠陥部１１２を最適な表面電位Ｖで観察するためのパラメータになる、電子ビーム２１の帯電促進用照射からその後の観察用照射までの間の“帯電待ち時間Ｔ”に係り、電子ビーム２１の照射方法に基づくその生成の仕方について説明する。
　検査では、始め（例えば１回目）の帯電促進用の電子線照射からその後（例えば２回目）の試料観察用の電子線照射までの時間Ｔ、すなわち“帯電待ち時間Ｔ”を制御するために、少なくとも２回以上、観察試料１００に電子ビーム２１を照射する必要がある。
　ここでは、１回目の帯電促進用の電子線照射と２回目の観察用の電子線照射との２回、電子ビーム２１を観察試料１００に照射する場合を例に、その帯電待ち時間Ｔの生成の仕方について説明する。
　　[第１の方法]
　第１の方法は、観察領域の順次並んでいる幾つかの画素ｐ１，ｐ２，ｐ３，・・・，ｐｉに対応した、観察試料１００における電子ビーム２１の走査線方向に順次並んでいる幾つかの照射部位Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３，・・・，Ｐｉに対して、電子ビーム２１を順次照射して１回目の帯電促進用の電子線照射を行った後、この照射部位Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３，・・・，Ｐｉに対して２回目の試料観察用の電子線照射を開始するために電子ビーム２１が当初の照射部位Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３，・・・，Ｐｉに戻ってくることによって、“帯電待ち時間Ｔ”を生成する方法である。
　図５は、電子ビームの１走査線方向に並んでいる任意の数の照射部位を順次照射した電子ビームが、当初の照射部位に戻ってくる様子の説明図である。
　図５において、１３０は、観察試料１００における観察領域を示している。破線の矢印６１は、この観察領域１３０で、電子ビーム２１の１走査線方向（水平走査線方向）に順次並んでいる任意の数ｉの照射部位Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３，・・・，Ｐｉに対し、電子ビーム２１を走査しながら照射している様子を表している。これに対し、実線の矢印６２は、この任意の数ｉの照射部位Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３，・・・，Ｐｉに対しての電子ビーム２１の１回目の走査後に、１回目の走査終了位置である照射部位Ｐｉから２回目の走査開始位置である照射部位Ｐ１への、電子ビーム２１の帰線（水平帰線）を表している。
　図示の例において、電子ビーム２１の１画素（照射部位）当たりのビーム照射時間をＴｄとし、同一画素（同一照射部位）について、１回目の帯電促進用の電子ビーム２１の照射が開始されてから２回目の観察用の照射のために電子ビーム２１が戻ってくるまでに電子ビーム２１が照射する画素数（照射部位数）をＮｉとすると、各画素（各照射部位）の帯電待ち時間Ｔは、式(３)によって表せる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000003
　つまり、１画素（１照射部位）当たりのビーム照射時間をＴｄと、同一画素（同一照射部位）に戻ってくるまでに電子ビーム２１が照射する画素数（照射部位数）Ｎｉとは、偏向器制御部１２によって決定できるので、例えば、１画素（１照射部位）当たりのビーム照射時間Ｔｄ及び電子ビーム２１を照射する画素数（照射部位数）Ｎｉが設定されたならば、一意的に必要な帯電待ち時間Ｔを求めることができる。
　また、一般的な電子顕微鏡においては、電子ビーム２１を走査できる幅、又は画素数は予め決まっている。そのため、電子ビーム２１の１走査線のライン最大画素数をＮＬとすると、同一画素（同一照射部位）に戻ってくるまでに電子ビーム２１が照射する画素数（照射部位数）Ｎｉと電子ビーム２１の１走査線のライン最大画素数ＮＬとの間には、式(４)に示す関係がある。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000004
　このように、本方法では、電子ビーム２１の１走査線の範囲内での１次元走査では、１画素（１照射部位）当たりのビーム照射時間Ｔｄと、電子ビーム２１の１走査線の範囲内で電子ビーム２１が照射する画素数（照射部位数）Ｎｉとを適宜設定しさえすれば、走査開始画素ｐ１（照射開始部位Ｐ１）と走査終了画素ｐｉ（照射終了部位Ｐｉ）との間で、電子ビーム２１の行き・戻りを繰り返し行うことによって、所望の必要な帯電待ち時間Ｔを生成することができる。
　　[第２の方法]
　第２の方法は、電子ビーム２１の１走査線の範囲に含まれるライン最大画素数ＮＬの各画素に対する電子ビーム２１の走査を、観察領域１４０の垂直走査方向に順次並んでいる走査線Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３，・・・，Ｓｉの順で行って、１回目の帯電促進用の電子線照射を行った後に、２回目の試料観察用の電子線照射を開始するために、電子ビーム２１の照射が最後の順番の走査線Ｓｉの照射終了部位ＰＳ×Ｌから最初の順番の走査線Ｓ１の照射開始部位Ｐ１に戻ってくることによって、“帯電待ち時間Ｔ”を生成する方法である。
　図６は、電子ビームの１走査線に含まれるライン最大画素数の照射部位を、複数の走査線それぞれについて順次照射した電子ビームが、当初の走査線の照射開始部位に戻ってくる様子の説明図である。
　図６において、１４０は、観察試料１００における観察領域を示している。その上で、破線の矢印６３は、この観察領域１４０で、走査線Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３，・・・，Ｓｉの順で並んでいる走査線Ｓ毎に、電子ビーム２１を走査しながら順次照射している様子を表している。
　これに対し、実線の矢印６４は、複数の走査線Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３，・・・，Ｓｉに対しての電子ビーム２１の１回目の走査後に、この１回目の順番最後の走査線Ｓｉの走査終了画素ｐＳ×Ｌ（照射終了部位ＰＳ×Ｌ）から２回目の順番最初の走査線Ｓ１の走査開始画素ｐ１（照射開始部位Ｐ１）への、電子ビーム２１の帰線（垂直帰線）を表している。
　図示の例において、電子ビーム２１の１画素（１照射部位）当たりのビーム照射時間をＴｄとし、１走査線Ｓの画素数（照射部位数）をＮＬとし、同一画素（同一照射部位）に戻ってくるまでに電子ビーム２１が照射する走査線Ｓの数をＮＳとすると、各画素（各照射部位）の帯電待ち時間Ｔは、式(５)によって表せる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000005
　このように、本方法では、電子ビーム２１の複数本の走査線Ｓについての２次元走査において、１画素（１照射部位）当たりのビーム照射時間Ｔｄと、電子ビーム２１の１走査線Ｓで照射する画素数（照射部位数）ＮＬと、同一画素（同一照射部位）に戻ってくるまでに電子ビーム２１が照射する走査線Ｓの数をＮＳとを適宜設定しさえすれば、走査順が最初の走査線Ｓ１の走査開始画素ｐ1（照射開始部位Ｐ１）と走査順が最後の走査線Ｓｉの走査終了画素ｐＳ×Ｌ（照射終了部位ＰＳ×Ｌ）との間で、電子ビーム２１の行き・戻りを繰り返し行うことによって、所望の必要な帯電待ち時間Ｔを生成することができる。
　　[第３の方法]
　第３の方法は、前述した電子ビーム２１の１走査線の走査範囲内での１次元走査による第１の方法において、観察試料１００における電子ビーム２１の走査方向に順次並んでいる幾つかの照射部位Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３，・・・，Ｐｉに対して、電子ビーム２１を走査しながら順次照射して１回目の帯電促進用の電子線照射を行った後、この照射部位Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３，・・・，Ｐｉに対して２回目の試料観察用の電子線照射を開始するため、当初の照射部位Ｐ１に戻って２回目の試料観察用の電子線照射を開始するまでの間に、電子ビーム２１を観察試料１００に照射しない時間Ｔｂを設けて、“帯電待ち時間Ｔ”を生成する方法である。
　この一次電子ビーム２１を観察試料１００に照射しない時間Ｔｂは、ブランキング電極５を用いて観察試料１００に対する電子ビーム２１の照射をＯＦＦすることにより設けることができる。
　図示の例において、電子ビーム２１の１走査線の走査範囲内の順次並んだ任意の数ｉの照射部位Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３，・・・，Ｐｉに対しての電子ビーム２１の１回目の走査後、この照射部位Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３，・・・，Ｐｉに対しての２回目の走査を開始する前に、ブランキング電極５により時間Ｔｂだけ電子ビーム２１をブランキングすると、式(３)が変形され、帯電待ち時間Ｔは、式(６)のように表せる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000006
　なお、上記式(６)において、電子ビーム２１の１走査線の走査範囲内で電子ビーム２１を照射する画素数（照射部位数）Ｎｉを‘０’として扱うことも可能である。この場合は、１画素ｐに対応した照射部位Ｐにだけ１回目の電子ビーム２１の照射を行った後、一旦、時間Ｔｂの電子ビーム２１のブランキングを行ってから、同一画素ｐの照射部位Ｐに対して２回目の電子ビーム２１の照射を行うことに相当する。
　このように、本方法では、電子ビーム２１の１走査線の走査範囲内での１次元走査において、電子ビーム２１の行き・戻りを繰り返し行うことによる第１の方法の帯電待ち時間Ｔ（１）に加えて、ビーム照射時間Ｔｄや電子ビーム２１を照射する画素数（照射部位数）Ｎｉに依存しない、電子ビーム２１の１回目の走査と２回目の走査との間のブランキング時間Ｔｂをさらに追加することで、所望の必要な帯電待ち時間Ｔを生成することができる。
　　[第４の方法]
　第４の方法は、前述した電子ビーム２１の複数本の走査線Ｓについての２次元走査による第２の方法において、１走査線についてライン最大画素数ＮＬの各画素に対する電子ビーム２１の１次元走査が終了する毎に、次の１走査線についての電子ビーム２１の１次元走査を開始する前に、電子ビーム２１を観察試料１００に照射しない時間Ｔｂを設けたものである。
　より具体的には、電子ビーム２１による複数本の走査線Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３，・・・，Ｓｉの１回目の順次走査において、１走査線（例えば走査線Ｓ１）についての電子ビーム２１の照射を終了してから、次の１走査線（例えば走査線Ｓ２）について電子ビーム２１の照射を開始するまでの間に、電子ビーム２１を観察試料１００に照射しない時間Ｔｂを設けたものである。
　この場合の電子ビーム２１を観察試料１００に照射しない時間Ｔｂも、ブランキング電極５を用いて観察試料１００に対する電子ビーム２１の照射をＯＦＦすることにより設けることができる。
　複数本の走査線Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３，・・・，Ｓｉに該当する照射部位Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３，・・・，ＰＳ×Ｌに対する１回目の走査途中において、１つの走査線Ｓについての電子ビーム２１の照射を終了する毎に、観察試料１００に照射しない時間Ｔｂを設けることにより、帯電待ち時間Ｔは、式(７)のように表せる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000007
　このように、本方法では、電子ビーム２１の複数本の走査線Ｓについての２次元走査において、電子ビーム２１の行き・戻りを繰り返し行うことによる第２の方法の帯電待ち時間Ｔ（２）に加えて、ビーム照射時間Ｔｄや電子ビーム２１を照射する画素数（照射部位数）Ｎｉに依存しない、１走査線Ｓについて電子ビーム２１の照射を終了する毎のブランキング時間Ｔｂをさらに追加することで、所望の必要な帯電待ち時間Ｔを生成することができる。
　本実施の形態に係るＳＥＭ式外観検査装置１では、始め（１回目）に帯電促進用の電子ビームを照射してから次（２回目）に試料観察用の電子ビーム２１を照射するまでの間の“帯電待ち時間Ｔ”を、上述した方法によって生成して、半導体ウェーハ１００の正常部１１１と欠陥部１１２との電気的特性の違いを浮き出たせる構成になっている。
　なお、この第１～第４の帯電待ち時間Ｔの生成方法において、第１の方法による式(３)で表される帯電待ち時間Ｔ（１）は、第３の方法による式(６)で表される帯電待ち時間Ｔ（３）の、観察試料１００に電子ビーム２１を照射しないブランキング時間Ｔｂが‘０’の場合に相当する。同様に、第２の方法による式(５)で表される帯電待ち時間Ｔ（２）は、第４の方法による式(７)で表される帯電待ち時間Ｔ（７）の時間Ｔｂが‘０’の場合に相当する。
　そのため、帯電待ち時間Ｔの生成の仕方は、式(３)及び式(５)で表される、電子ビーム２１の１画素（１画素対応箇所）当たりのビーム照射時間Ｔｄに基づく方法と、式(６)及び式(７)で表される、観察試料１００に電子ビーム２１を照射しないブランキング時間Ｔｂに基づく方法との選択により行われることになる。
　また、電子ビーム２１の１走査線の最大画素数をＮＬと、電子ビーム２１を照射する画素数（画素対応箇所数）Ｎｉとの間の式(４)で表される関係式と、電子ビーム２１が照射する走査線Ｓの数ＮＳは１以上の整数であることとから、第３の方法による式(６)で表される帯電待ち時間Ｔ（６）と第４の方法による式(７)で表される帯電待ち時間Ｔ（７）との関係は、式(８)に示す関係になる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000008
　［帯電待ち時間Ｔの設定手順］
　次に、半導体ウェーハ１００の正常部１１１と欠陥部１１２との電気的特性の違いを浮き出たせるための帯電待ち時間Ｔを含む、検査パラメータの設定について説明する。
　ＳＥＭ式外観検査装置１では、検査の実施に際して、帯電待ち時間Ｔ，１画素（１照射部位）当たりのビーム照射時間Ｔｄ，ブランキング時間Ｔｂ，１走査線の範囲内で電子ビーム２１を照射する画素数（照射部位数）Ｎｉ，１走査線についてライン最大画素数ＮＬ，同一画素（同一照射部位）に戻ってくるまでに電子ビーム２１が照射する走査線Ｓの数ＮＳといった、所望の必要な帯電待ち時間Ｔを生成するための第３の方法又は第４の方法それぞれのパラメータを、検査パラメータとして設定可能な構成になっている。
　図７は、ＳＥＭ式外観検査装置におけるモニタ入力画面の一種としての検査パラメータ入力画面の一実施例を示した図である。
　検査パラメータ入力画面（図７では、「画像取得条件設定画面」と表示されている）２００は、入力操作器１５の所定操作に基づき、コンピュータ１３によってモニタ１４の画面上にウィンドウ表示される。検査パラメータ入力画面２００は、図示の例では、第３の方法及び第４の方法に共通な、帯電待ち時間Ｔ（Ｔ（６）又はＴ（７））を入力するための帯電待ち時間入力欄２０１と、１画素当たりの電子ビーム２１の照射時間Ｔｄを入力するための照射時間入力欄２０２と、ブランキング時間Ｔｂを入力するためのブランキング時間入力欄２０３とを備える。
　さらに、検査パラメータ入力画面２００には、第３の方法を用いて電子ビーム２１を照射するための、電子ビーム２１の１走査線の走査範囲内でのビーム照射画素数Ｎｉを入力するビーム照射画素数入力欄２０４を備えるとともに、第４の方法を用いて電子ビーム２１を照射するための、１走査線当たりの検査画素数ＮＬを入力する検査画素数入力欄２０５と、同一部位を走査するまでに電子ビーム２１を照射するライン数ＮＳを入力するライン数入力欄２０６とを備え、これらパラメータそれぞれの入力値を検査条件の検査パラメータとして設定するための設定ボタン（ＯＫボタン）２０７を有する。
　操作者は、モニタ１４に表示した検査パラメータ入力画面２００に基づき、入力操作器１５を操作して、各パラメータの値を入力するようになっている。
　本実施例の場合では、操作者は、この検査パラメータ入力画面２００において、帯電待ち時間Ｔ又は電子ビーム２１の１画素当たりの照射時間Ｔｄの中のいずれか一方の値をまず設定入力する。ここでは、仮に、操作者が、まず帯電待ち時間Ｔの値を入力したものとする。
　次に、操作者は、帯電待ち時間Ｔ又は電子ビーム２１の１画素当たりの照射時間Ｔｄの中の、残りのパラメータの値を入力する。この場合は、電子ビーム２１の１画素当たりの照射時間Ｔｄの値が入力されることになる。なお、この１画素当たりの照射時間Ｔｄの値の入力は、図示のように、その時間を直接入力するのに代えて、この照射時間Ｔｄを規定する、電子ビーム２１の１画素当たりのサンプリング周波数ｆ（ただし、ｆ＝１/ Ｔｄ）を入力する構成にすることも可能である。
　操作者は、このようにして、帯電待ち時間Ｔ及び電子ビーム２１の１画素当たりの照射時間Ｔｄを設定したならば、次にブランキング時間Ｔｂを入力する。
　そして、操作者は、第３の方法及び第４の方法に共通な、帯電待ち時間Ｔ，１画素当たりの照射時間Ｔｄ，及びブランキング時間Ｔｂのパラメータ入力を終えたならば、第３の方法の式(６)で表される帯電待ち時間Ｔ（６）を選択する場合は、電子ビーム２１の１走査線の照射範囲内で、同一部位に戻ってくるまでに電子ビーム２１が照射するビーム照射画素数Ｎｉを、ビーム照射画素数入力欄２０４で入力する。
　また、操作者は、第４の方法の式(７)で表される帯電待ち時間Ｔ（７）を選択する場合は、１走査線Ｓの画素数ＮＬ、並びに同一画素（同一照射部位）に戻ってくるまでに電子ビーム２１が照射する走査線Ｓの数ＮＳを、検査画素数入力欄２０５、並びにライン数入力欄２０６で入力する。
　このように、帯電待ち時間Ｔを生成するための第３の方法又は第４の方法については、操作者がビーム照射画素数Ｎｉを入力するか、操作者が１走査線Ｓの画素数ＮＬ及び走査線Ｓの数ＮＳを入力するかに応じて選択可能であるが、帯電待ち時間入力欄２０１に帯電待ち時間Ｔが入力された時点で、自動的に求めるようにすることも可能である。この場合、その一例として、第３の方法による式(６)で表される帯電待ち時間Ｔ（６）と第４の方法による式(７)で表される帯電待ち時間Ｔ（７）とは、式(８)に示す関係があるので、予め定められている所定値よりも大きな帯電待ち時間Ｔが設定された場合には式(７)で示された第４の方法を、この所定値以下の帯電待ち時間Ｔが設定された場合には式(６)で示された第３の方法を決定する構成にすることで対応可能である。
　なお、これらパラメータＴ，Ｔｄ，Ｔｂ，Ｎｉ，ＮＬ，ＮＳの入力においては、前述した説明の場合は、帯電待ち時間Ｔの入力が最初に行われるようになっているので、この入力された帯電待ち時間Ｔの値に応じて、パラメータＴｄ，Ｔｂ，Ｎｉ，ＮＬ，ＮＳそれぞれの値の選択範囲が絞られてくるようになり、その選択肢が少なくなり、設定し易くなるようになっている。
　具体的に、式(７)で示された第４の方法による場合を例に説明すれば、帯電待ち時間Ｔとして１００[usec]を、同一画素へのビーム照射時間Ｔｄとして１０[nsec]を、ブランキング時間Ｔｂとして１０[usec]を、それぞれ設定入力した時点で、式(７)に基づいて、式(９)に示す関係式が決まるようになる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000009
　これにより、残りのパラメータＮＬ，ＮＳそれぞれの入力値は限定されることになる。
　さらにまた、帯電待ち時間Ｔを含むパラメータＴｄ，Ｔｂ，Ｎｉ，ＮＬ，ＮＳそれぞれの入力値が有限個であると仮定すると、これら入力値の選択肢をさらに限定することができる。
　このようにして、操作者は、検査パラメータ入力画面２００で、パラメータＴ，Ｔｄ，Ｔｂ，Ｎｉ，ＮＬ，ＮＳの適宜入力を行ったならば、設定ボタン（ＯＫボタン）２０７を操作して、操作入力された各パラメータＴ，Ｔｄ，Ｔｂ，Ｎｉ，ＮＬ，ＮＳを、ＳＥＭ式外観検査装置１のコンピュータ１３に、検査条件の検査パラメータとして記憶する。
　この結果、検査パラメータＮｉ又は検査パラメータＮＬ，ＮＳによって、後述する試し検査領域が決定され、各検査パラメータＴ，Ｔｄ，Ｔｂ，Ｎｉ又は検査パラメータＴ，Ｔｄ，Ｔｂ，ＮＬ，ＮＳによって、１画素（１照射部位）に対する電子ビーム２１の照射条件がひとまず決定されることになる。
　そして、ＳＥＭ式外観検査装置１のコンピュータ１３は、設定ボタン２０７の操作により検査パラメータＴ，Ｔｄ，Ｔｂ，Ｎｉ，ＮＬ，ＮＳが決定されると、検査パラメータ入力画面２００に代えて、各検査パラメータＴ，Ｔｄ，Ｔｂ，Ｎｉ，ＮＬ，ＮＳに基づく、図８に示すような検査開始画面（図８では、「検査画面」と表示されている）３００を、モニタ１４の画面上にウィンドウ表示する。
　図８は、ＳＥＭ式外観検査装置におけるモニタ入力画面の一種としての検査開始画面の一実施例を示した図である。
　図示の例では、検査開始画面３００は、検査領域選択ウィンドウ３１０，試し検査結果表示ウィンドウ３２０，検査条件設定ウィンドウ３３０，予想／検査結果表示ウィンドウ３４０を有する構成になっている。
　検査領域選択ウィンドウ（図８では、「ウェーハマップ」と表示されている）３１０は、ウェーハマップ表示部３１１を備え、ウェーハマップ表示部３１１には、予め選択した検査レシピに基づいて、観察試料である半導体ウェーハ１００の検査領域を決めるためのウェーハマップ３１２が表示される。操作者は、このウェーハマップ３１２上で、入力操作器１５の入力デバイスを操作して、検査領域３１３を設定できるようになっている。
　また、この検査領域選択ウィンドウ３１０には、検査領域選択ウィンドウ３１０のウェーハマップ３１２上で設定された検査領域３１３を、観察試料である半導体ウェーハ１００の実際の検査領域として登録設定するための領域選択キー３１４と、この領域選択キー３１４の操作によって実際の検査領域として登録設定されている検査領域３１３を、設定解除するための解除キー３１５とが、さらに設けられている。
　これにより、操作者は、観察試料である半導体ウェーハ１００に対して、この検査領域選択ウィンドウ３１０に表示されたウェーハマップ３１２上で、検査領域を任意に設定したり、設定し直したりすることができるようになっている。
　試し検査結果表示ウィンドウ（図８では、「試し検査結果表示部」と表示されている）３２０には、観察試料である半導体ウェーハ１００に対しての検査領域選択ウィンドウ３１０で設定した検査領域３１３について「実際の検査」（以下、「本検査」と称す。）を実施する前に、後述する試し検査開始ボタン３３４の操作によって実施された「試し検査」の検査結果が、対比可能に一覧表示される。
　ここでいう「試し検査」とは、観察試料である半導体ウェーハ１００に対して、実際にこれから電子線式検査を行う予定の検査領域３１３よりも、さらに領域の大きさを制限した試し検査領域に対して、設定した検査条件に基づき行われる試験的な検査を指す。本実施例の場合は、この試し検査領域は、検査パラメータ入力画面２００を用いた検査パラメータＮｉ又は検査パラメータＮＬ，ＮＳの設定入力時に、帯電待ち時間Ｔと併せて決定される。
　図示の例では、試し検査結果表示ウィンドウ３２０には、試し検査毎の、１画素当たりの照射時間Ｔｄ及び帯電待ち時間Ｔからなる検査パラメータの組み合わせと、この検査パラメータを用いた試し検査領域の試し検査で検出した検出欠陥数とが対応付けられて一覧表示され、試し検査毎に検出欠陥数を対比可能な仕様になっている。
　検査条件設定ウィンドウ（図８では、「検査条件設定部」と図示されている）３３０は、「本検査」又は「試し検査」において、帯電待ち時間Ｔを設定するための帯電待ち時間設定欄３３１と、１画素当たりのビーム照射時間Ｔｄを設定する照射時間設定欄３３２と、検査しきい値を設定する検査しきい値設定欄３３３と、試し検査を開始するための試し検査開始ボタン３３４と、現在実施中の試し検査を停止するための試し検査停止ボタン３３５と、本検査を開始するための本検査開始ボタン３３６と、現在実施中の本検査を停止するための本検査停止ボタン３３７とを備えている。
　この検査条件設定ウィンドウ３３０の帯電待ち時間設定欄３３１及び照射時間設定欄３３２には、検査開始画面３００の表示当初においては、前述の検査パラメータ入力画面２００の帯電待ち時間入力欄２０１及び照射時間入力欄２０２でそれぞれ入力された帯電待ち時間Ｔ及び１画素当たりの照射時間Ｔｄの値が設定表示される。検査条件設定ウィンドウ３３０では、このようにして帯電待ち時間設定欄３３１及び照射時間設定欄３３２に設定表示されている値を、操作者が入力操作器１５の入力デバイスを操作して、設定変更可能な構成になっている。
　そして、操作者が、この検査開始画面３００の検査条件設定ウィンドウ３３０で、帯電待ち時間Ｔ及び１画素当たりの照射時間Ｔｄの中の少なくともいずれかの値を設定し直した場合、ＳＥＭ式外観検査装置１のコンピュータ１３は、先の検査パラメータ入力画面２００で設定した帯電待ち時間Ｔ又は１画素当たりの照射時間Ｔｄの値を、検査開始画面３００の検査条件設定ウィンドウ３３０で設定し直した値に変更し、この値変更に合わせて他の調整必要な検査パラメータの値、例えばブランキング時間Ｔｂの値を設定し直して、この設定変更に対応した検査パラメータに基づく検査条件を自動設定するようになっている。
　また、検査しきい値設定欄３３３は、観察試料である半導体ウェーハ１００の取得した観察画像から正常部１１１と欠陥部１１２とを判別するための検査しきい値として、操作者が観察画像の輝度の階調レベルを設定入力する。
　このような検査条件設定ウィンドウ３３０で、帯電待ち時間Ｔ，１画素当たりの照射時間Ｔｄ，検査しきい値がそれぞれ設定された状態で、操作者が試し検査開始ボタン３３４を操作した場合は、ＳＥＭ式外観検査装置１のコンピュータ１３は、その接続された各部を制御して、この設定された検査条件で、検査領域３１３に対して大きさを制限した試し検査領域の試し検査を実施制御する一方、操作者が本検査開始ボタン３３６を操作した場合には、ＳＥＭ式外観検査装置１のコンピュータ１３は、その接続された各部を制御して、この設定された検査条件で、検査領域３１３の本検査を実施制御する構成になっている。
　予想／結果表示ウィンドウ（図８では、「検査結果」と表示されている）３４０は、予想検査時間表示欄３４１と、実検査時間表示欄３４２と、欠陥数表示欄３４３とを有する構成になっている。予想検査時間表示欄３４１には、検査条件設定ウィンドウ３３０の帯電待ち時間設定欄３３１に表示されている帯電待ち時間Ｔ、及び照射時間設定欄３３２に表示されている１画素当たりの照射時間Ｔｄに基づいて試し検査又は本検査を実施する場合の試し検査又は本検査の予想検査時間が、コンピュータ１３によって演算されて表示される。実検査時間表示欄３４２には、実際に実施した試し検査又は本検査の実検査時間が表示される。欠陥数表示欄３４３には、この試し検査又は本検査の実施によって画像処理部１０により検出された欠陥部１１２の数が表示される。
　次に、上述した検査開始画面３００に基づいて、操作者が検査領域３１３の本検査を行うまでに、ＳＥＭ式外観検査装置１が行う、試し検査の実施を含む検査条件の設定処理について、図９に基づき説明する。
　図９は、ＳＥＭ式外観検査装置が実検査を実施するに当たって行う検査条件設定処理のフローチャートである。
　ＳＥＭ式外観検査装置１は、例えば、操作者が検査パラメータ入力画面２００で、検査パラメータＴ，Ｔｄ，Ｔｂ，Ｎｉ，ＮＬ，ＮＳの適宜入力を完了したならば、そのコンピュータ１３は、検査開始画面３００をモニタ１４にＯＳＤ表示して、図９に示す検査条件設定処理を行う。その際には、操作者は、予想／結果表示ウィンドウ３００の予想検査時間表示欄３４１に表示されている予想検査時間を参照しながら、検査条件設定ウィンドウ３３０で帯電待ち時間Ｔや１画素当たりの照射時間Ｔを調整することができる。
　操作者が、入力操作器１５の操作によって、検査開始画面３００の検査条件設定ウィンドウ３３０を用い、１画素当たりの照射時間Ｔｄの決定（ステップＳ０１），帯電待ち時間Ｔの決定（ステップＳ０２），検査しきい値の決定（ステップＳ０３）を行い、試し検査開始ボタン３３４を操作したのを検出すると、ＳＥＭ式外観検査装置１のコンピュータ１３は、この設定された検査条件で各部を制御し、実際の検査領域３１３に対して大きさを制限した試し検査領域の試し検査を実施する（ステップＳ０４）。
　この試し検査は、検査開始画面３００の検査条件設定ウィンドウ３３０で決定された１画素当たりの照射時間Ｔｄ，帯電待ち時間Ｔに応じて、操作者が先に検査パラメータ入力画面２００で入力した検査パラメータＴｄ，Ｔ，Ｔｂの値を調整して、式(６)の帯電待ち時間Ｔ（６）による第３の方法、又は式(７) の帯電待ち時間Ｔ（７）による第４の方法の中のいずれか選択された電子ビーム２１の照射方法により、ビーム照射画素数Ｎｉ、又は１走査線Ｓの画素数ＮＬや電子ビーム２１が照射する走査線Ｓの数ＮＳによって規定された、観察試料である半導体ウェーハ１００の試し検査領域について実施する。
　この試し検査の実施によって、ＳＥＭ式外観検査装置１のコンピュータ１３は、その画像処理部１０が検査しきい値を基に検出した欠陥数を含む検査結果を、検査条件としての検査パラメータと対応付けて、図示せぬ記憶部に保存するとともに、検査開始画面３００の試し検査結果表示ウィンドウ３２０や、予想／結果表示ウィンドウ３４０の実検査時間表示欄３４２並びに欠陥数表示欄３４３に表示する（ステップＳ０５）。
　操作者は、検査開始画面３００の試し検査結果表示ウィンドウ３２０に表示された試し検査それぞれの検査結果の対比や、予想／結果表示ウィンドウ３４０に表示されている今回の試し検査の予想検査時間と実検査時間との対比等に基づいて、帯電待ち時間Ｔ等の検査パラメータの値を設定し直して検査条件を変更する必要があれば（ステップＳ０６）、ステップ１に戻り、検査条件を変更して、再度、試し検査を行う（ステップＳ０１～Ｓ０５）。
　このように、ステップ１からステップ５までの試し検査処理が、操作者により検査条件を変更されて適宜回数だけ行われると、コンピュータ１３は、その試し検査の検査結果を取得する毎に、コンピュータ１３の図示せぬ記憶部に、例えば、図１０に示すように、試し検査毎に、１画素当たりの照射時間Ｔｄ（サンプリング周波数ｆ、ｆ＝１/ Ｔｄ），帯電待ち時間Ｔ等の検査パラメータとその試し検査で検出した検出欠陥数とを対応付けて蓄積保存する。
　図１０は、記憶部に蓄積保存された、検査条件を変更して幾つか繰り返された試し検査の結果の記憶データを説明する図である。
　そして、コンピュータ１３は、ステップ５において、今回の試し検査結果を含む、これら検査条件を変更して幾つか繰り返された試し検査の結果を、検査開始画面３００の試し検査結果表示ウィンドウ３２０に図８に示すように表示し、試し検査毎に、１画素当たりの照射時間Ｔｄ，帯電待ち時間Ｔ，検出欠陥数を比較し、操作者が最適検査条件を導出することができるようにする。また、コンピュータ１３は、今回の試し検査結果及びその実際にかかった検査時間を、予想／結果表示ウィンドウ３４０の実検査時間表示欄３４２や欠陥数表示欄３４３に表示し、操作者がその予想と対比できるようにする。
　なお、図８に示した検査結果表示ウィンドウ３２０では、今回の試し検査結果を含む、これら検査条件を変更して幾つか繰り返された試し検査の結果を、試し検査毎に、１画素当たりの照射時間Ｔｄ，帯電待ち時間Ｔ，検出欠陥数を対応させて、一覧表示する構成したが、図１１や図１２に示すようにグラフ表示し、操作者が最適検査条件を導出することができるようにすることも可能である。
　図１１は、検査条件を変更して幾つか繰り返された試し検査の結果を、帯電待ち時間Ｔ若しくはビーム照射時間Ｔｄと欠陥数との関係に基づいて、検査結果表示ウィンドウにグラフ表示した例である。
　図１２は、検査条件を変更して幾つか繰り返された試し検査の結果を、サンプリング周波数ｆと欠陥数との関係に基づいて、検査結果表示ウィンドウにグラフ表示した例である。
　図１１に示す、帯電待ち時間Ｔ若しくはビーム照射時間Ｔｄと欠陥数との関係に基づいたグラフ表示によれば、各帯電待ち時間Ｔ若しくは各ビーム照射時間Ｔｄに応じた欠陥数を視覚的に容易に対比することができるので、操作者は、最適検査条件としての帯電待ち時間Ｔ及びビーム照射時間Ｔｄの導出が容易に行える。
　また、図１２に示す、サンプリング周波数ｆと欠陥数との関係に基づいたグラフ表示によれば、帯電待ち時間Ｔの違い毎に、サンプリング周波数ｆ（ｆ＝１/ Ｔｄ、ビーム照射時間Ｔｄ）に応じた欠陥数を視覚的に容易に対比することができるので、操作者は、最適検査条件としての帯電待ち時間Ｔ及びビーム照射時間Ｔｄの導出が容易に行える。
　操作者は、帯電待ち時間Ｔ等の検査パラメータの値を設定し直して試し検査を行う必要がなければ（ステップＳ０６）、上述したように、検査結果表示ウィンドウ３２０に表示された、検査条件を変更して幾つか繰り返された試し検査の結果を参照して、最適検査条件を導出する（ステップＳ０７）。図８及び図１０に示した例では、操作者は、他の試し検査の結果に対して、ビーム照射時間Ｔｄ及び帯電待ち時間Ｔ、特に帯電待ち時間Ｔがそれ程長くなるわけでもなく、他の検査条件に比べて多く（６００個）の欠陥部１１２を検出できた、ビーム照射時間Ｔｄが１０[usec]，帯電待ち時間Ｔが１０[nsec]の組み合わせを最適検査条件として容易に導出することができる（ステップＳ０７）。
　操作者は、この導出したビーム照射時間Ｔｄ及び帯電待ち時間Ｔを、入力操作器１５を操作して、検査開始画面３００の検査条件設定ウィンドウ３３０における照射時間設定欄３３２や帯電待ち時間設定欄３３１に検査条件として設定する（ステップＳ０８）。具体的な設定の仕方としては、検査条件設定ウィンドウ３３０における照射時間設定欄３３２や帯電待ち時間設定欄３３１で直接設定せずとも、検査結果表示ウィンドウ３２０で最適検査条件の試し検査結果を指定することにより、コンピュータ１３が該当するビーム照射時間Ｔｄ及び帯電待ち時間Ｔを、検査条件設定ウィンドウ３３０における照射時間設定欄３３２や帯電待ち時間設定欄３３１に自動的に設定できる。
　なお、上記ステップ１からステップ８までの処理は、予めレシピ等によって変更する検査パラメータが決められている場合等は、コンピュータ１３が、この変更する検査パラメータの値をそのデフォルト値を基に変更しながら、幾つかの試し検査を実施制御し、その際における各試し検査の結果に基づいて最適検査条件を判断して、検査条件として設定する自動シーケンスも可能である。
　そして、操作者は、このようにして求めた最適検査条件を設定すると、検査領域選択ウィンドウ３１０のウェーハマップ表示部３１１に表示されているウェーハマップ３１２上で、入力操作器１５の入力デバイスを操作して検査領域３１３を指定し、領域選択キー３１４の操作によってこの指定した検査領域３１３を、本検査の検査領域３１３として設定する（ステップＳ０９）。
　コンピュータ１３は、ウェーハマップ表示部３１１に表示したウェーハマップ３１２上で本検査の検査領域３１３が設定されると、この検査領域３１３についての本検査でかかる予想検査時間を演算し、予想／結果表示ウィンドウ３４０の予想検査時間表示欄３４１に、試し検査の予想検査時間に代えて表示する。その際、ウェーハマップ表示部３１１の実検査時間表示欄３４２や欠陥数表示欄３４３の表示は、この本検査の開始に備えてリセットされる（ステップＳ１０）。
　すなわち、ステップＳ０９で、本検査の検査領域３１３が設定されることによって、ステップＳ１０で、この設定した検査領域３１３についての本検査でかかる予想検査時間、つまり、本検査の検査スループットＴｔｈを演算する。
　コンピュータ１３は、この本検査の検査スループットＴｔｈを、例えば、次に述べるようにして演算する。
　本検査の検査スループット、すなわち検査領域３１３の本検査にかかる時間Ｔｔｈは、設定された本検査の検査領域３１３の面積をＳ [nm2]，電子ビーム２１の１走査線分（１ライン分）の照射にかかる正味の時間をＴＬ[sec]，検査画素サイズをｐ[nm]，１走査線幅（１ライン幅）の長さをＬ[nm] とすると、式(１０)に示す関係式になる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000010
　ここで、電子ビーム２１の１走査線分（１ライン分）の照射にかかる正味の時間ＴＬ[sec]は、帯電待ち時間Ｔに関係する。例えば、帯電待ち時間Ｔを待つ回数をＮ回とすると、同一部位には(Ｎ＋１)回の電子ビーム２１を照射することになるので、電子ビーム２１の１ライン分にかかる正味の時間ＴＬ[sec]は、式(１１)で表すことができる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000011
　ところで、式(１１)において、帯電待ち時間Ｔは、式(３)～式(８)の方程式の条件で設定した値によって決定される。
　この結果、式(１０)と式(１１)とより、帯電待ち時間Ｔと検査時間Ｔｔｈとが、比例の関係を持つことを示している。つまり、帯電待ち時間Ｔを単純に大きくすると、本検査における検査領域３１３の検査時間Ｔｔｈが遅くなる。
　そこで、ステップ１０において、操作者は、予想／結果表示ウィンドウ３４０の予想検査時間表示欄３４１に表示された本検査でかかる予想検査時間を確認した後、もしスループットをもっと向上させたい場合は、ステップ８で決定した最適検査条件を変更する（ステップＳ１１）。
　つまり、操作者は、試し検査を基に最適検査条件として設定した帯電待ち時間Ｔ，ビーム照射時間Ｔｄ，並びにその試し検査によって検出された欠陥数と、この最適検査条件による本検査でかかる予想検査時間とのいずれもが、最適になる条件であることを確認できるまで、ステップ８からステップ１１までの処理を繰り返し行い、最適検査条件として設定した帯電待ち時間Ｔやビーム照射時間Ｔｄや、設定した本検査の検査領域３１３の大きさ（面積）を調整することになる。
　その結果、操作者は、本検査のための最適検査条件であることを、検査開始画面の各ウィンドウ３１０，３２０，３３０，３４０のそれぞれ表示内容を総合して確認すると、検査条件設定ウィンドウ３３０の本検査開始ボタン３３６を操作して、検査領域３１３の本検査を開始する（ステップＳ１２）。
　なお、上記ステップ８からステップ１１までの処理は、予めレシピ等によって、許容できる最大検査時間と検査領域の大きさとが決められている場合等は、コンピュータ１３が、この変更する検査パラメータの値をそのデフォルト値を基に変更しながら、最適検査条件を判断して、検査条件として設定する自動シーケンスも可能である。
　すなわち、予めレシピ等によって、変更する検査パラメータが決められ、許容できる最大検査時間と検査領域の大きさとが決められている場合等は、図９に示した検査条件設定処理全てを、コンピュータ１３が装置各部と協働して自動で行うことも可能である。
　なお、本実施の形態によるＳＥＭ式外観検査装置１では、その検査条件設定処理を、図７に示した検査パラメータ入力画面２００、及び図８に示した検査開始画面３００を基に説明したが、その図９に示した検査条件設定処理は、上述の検査パラメータ入力画面２００や検査開始画面３００に基づく方法に限定されるものではなく、試し検査の結果に基づき、本検査の最適検査条件を設定するものであれば、様々な変更が可能である。
　<第２の実施の形態>
　［構成］
　図１３，図１４は、本実施の形態に係る、電子線を照射する電子銃を少なくとも２つ以上備えたＳＥＭ式外観検査装置の実施例の構成図である。
　なお、その構成の説明に当たっては、図４に示したＳＥＭ式外観検査装置１と同一又は同様な構成部分については、同一符号を付して、その説明は省略する。
　図１３，図１４において、いずれの実施例のＳＥＭ式外観検査装置１'，１"とも、観察試料１００の帯電状態を制御するための、電子源５２からの電子線（電子ビーム）５１を観察試料１００に照射する第１の電子銃５３を少なくとも１つ以上備えるとともに、観察試料１００からの放出電子２２によって顕微鏡画像を形成するための、電子源２からの電子線（電子ビーム）２１を観察試料１００に照射する第２の電子銃３を備えた構成になっている。
　その上で、図１３に示したＳＥＭ式外観検査装置１'では、第１の電子銃５３からの電子ビーム５１の照射位置と、第２の電子銃３からの電子ビーム２１の照射位置とが異なるようになっている。そのため、試料ステージ７に載置された観察試料１００は、試料ステージ７の駆動によって、第１の電子銃５３からの電子ビーム５１の照射位置と第２の電子銃３からの電子ビーム２１の照射位置との間を移動できる構成になっている。これにより、観察試料１００には、その試料ステージ７の駆動位置に応じて、第１の電子銃５３からの電子ビーム５１又は第２の電子銃３からの電子ビーム２１が照射可能な構成になっている。
　これに対し、図１４に示したＳＥＭ式外観検査装置１"では、第１の電子銃５３からの電子ビーム５１の照射位置と第２の電子銃３からの電子ビーム２１の照射位置とが一致する構成になっている。そのため、第２の電子銃３と同様に、第１の電子銃５３にも、電子ビーム５１が観察試料１００に照射されないようにするためのブランキング電極５５が備えられている。これにより、第１の電子銃５３からの電子ビーム５１の照射位置と第２の電子銃３からの電子ビーム２１の照射位置とが一致していても、観察試料１００には、電子ビーム５１又は電子ビーム２１を、時間をずらせて択一的に照射することができる構成になっている。
　なお、図１４に示したＳＥＭ式外観検査装置１"では、第１の電子銃５３は、電子ビーム５１が観察試料１００に照射されないようにするためのブランキング電極５５を備えた構成としたが、このブランキング電極５５を備える代わりに、第１の電子銃５３に、電子源５２からの電子線放出を停止させ、電子ビーム５１を観察試料１００に到達させない機能を備えた電子銃を適用してもよい。
　そして、いずれの実施例のＳＥＭ式外観検査装置１'，１"とも、第１の電子銃５３からの電子ビーム５１の照射の仕方は、観察試料１００上を走査する構成でもよいし、比較的大きめなビーム径で観察試料１００上を面照射する構成でもかまわない。
　［電子ビームの照射方法］
　次に、上述したＳＥＭ式外観検査装置１'，１"による半導体ウェーハ１００の検査における、第１，第２の電子銃５３，３による電子ビーム５１，２１の具体的な照射構成及び照射方法について詳述する。
　本実施の形態に係るＳＥＭ式外観検査装置１'，１"も、半導体ウェーハ１００の正常部１１１と欠陥部１１２との、図２及び式(１)，式(２)に示した電気的特性の違いを浮き出たせるため、始め（例えば１回目）に荷電粒子ビームを照射してから次（例えば２回目）に荷電粒子ビームを照射するまでの間の“帯電待ち時間Ｔ”を、第１，第２の電子銃５３，３を用いて制御可能な構成になっている。
　そのために、ＳＥＭ式外観検査装置１'，１"の場合は、観察試料１００に第１の電子銃５３により電子ビーム５１を照射してから、第２の電子銃３により電子ビーム２１を照射するまでの間の時間を制御し、“帯電待ち時間Ｔ”を制御する構成になっている。この“帯電待ち時間Ｔ”を生成するための、第１，第２の電子銃５３，３を用いた電子ビーム５１，２１の照射方法について説明する。
　　[第１の方法]
　図１３に示した、第１の電子銃５３からの電子ビーム５１の照射位置と第２の電子銃３からの電子ビーム２１の照射位置とが異なる構成のＳＥＭ式外観検査装置１'では、試料ステージ７に設けられたステージ駆動制御系５６が、試料ステージ７を駆動制御して、電子ビーム５１の照射位置と電子ビーム２１の照射位置との間で観察試料１００を移動可能な構成になっている。この場合、試料ステージ７の駆動構成は連続的に駆動されて移動する構成でもよいし、駆動及び停止を繰り返すステップ＆リピートで駆動されて移動する構成でもよい。コンピュータ１３は、その際におけるステージ駆動制御系５６による試料ステージ７のステージ移動速度を、“帯電待ち時間Ｔ”に応じて次のように制御する。
　第１の電子銃５３の照射位置における電子ビーム５１の光軸と、第２の電子銃３の照射位置における電子ビーム２１の光軸との間の距離をＬとすると、試料ステージ７が例えば一定のステージ移動速度ｖで連続的に駆動されている場合、観察試料１００に対する第１の電子銃５３による始め（例えば１回目）の帯電促進用の電子線照射から第２の電子銃３によるその後（例えば２回目）の観察用の電子線照射までの帯電待ち時間Ｔは、式(１２)によって表せる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000012
　これに対し、試料ステージ７がステップ＆リピートで駆動され、駆動されていたときの試料ステージ７のステージ移動速度をｖとし、停止していたときの合計の停止時間をＴｓとすると、帯電待ち時間Ｔは、式(１３)によって表せる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000013
　すなわち、第１，第２の電子銃５３，３を有し、第１の電子銃５３による始めの帯電促進用の電子ビーム５１の照射位置と、第２の電子銃３によるその後の観察用の電子ビーム２１の照射位置とが異なる場合にあっては、第１の電子銃５３の照射位置における電子ビーム５１の光軸と、第２の電子銃３の照射位置における電子ビーム２１の光軸との間の距離Ｌは一定であり、試料ステージ７のステージ移動速度ｖや、そのステップ＆リピートにおける合計の停止時間Ｔｓが決定できれば、一意的に必要な帯電待ち時間Ｔを求めることができる。
　　[第２の方法]
　図１４に示した、第１の電子銃５３からの電子ビーム５１の照射位置と第２の電子銃３からの電子ビーム２１の照射位置とが一致する構成のＳＥＭ式外観検査装置１"では、第１の電子銃５３から始め（例えば１回目）の帯電促進用の電子ビーム５１を照射した後に、この電子ビーム５１の照射を停止し、第２の電子銃３からその次（例えば２回目）の観察用の電子ビーム２１を照射する構成になっている。これにより、ＳＥＭ式外観検査装置１"では、第２の電子銃３からの電子ビーム２１の照射を行う際に、第１の電子銃５３からの電子ビーム５１の照射を停止することによって、検出器８が、第１の電子銃５３からの帯電促進用の電子ビーム５１の照射による放出電子を検出することがなく、第２の電子銃３からの観察用の電子ビーム２１の照射による放出電子のみを検出して、電子顕微鏡画像を取得できる構成になっている。その際における、第１の電子銃５３からの電子ビーム５１の照射停止、及び第２の電子銃３からの電子ビーム２１の照射停止は、例えば、レンズ制御部１１によるそれぞれのブランキング電極５５，５の作動制御により行うようになっている。
　そこで、第１の電子銃５３から帯電促進用の電子ビーム５１を観察試料１００に照射して、次に、この第１の電子銃５３からの電子ビーム５１の照射を停止し、第２の電子銃３から観察用の電子ビーム２１を観察試料１００に照射するまでの時間をＴｂｂとすると、観察試料１００に対する第１の電子銃５３による始め（例えば１回目）の帯電促進用の電子線照射から第２の電子銃３によるその後（例えば２回目）の観察用の電子線照射までの帯電待ち時間Ｔは、式(１４)によって表せる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000014
　すなわち、第１，第２の電子銃５３，３を有し、第１の電子銃５３による始めの帯電促進用の電子ビーム５１の照射位置と、第２の電子銃３によるその後（例えば２回目）の観察用の電子ビーム２１の照射位置とが一致する場合にあっては、第１の電子銃５３から帯電促進用の電子ビーム５１を観察試料１００に照射して、次に、この第１の電子銃５３からの電子ビーム５１の照射を停止し、第２の電子銃３から観察用の電子ビーム２１を観察試料１００に照射するまでの時間Ｔｂｂが決定できれば、一意的に必要な帯電待ち時間Ｔを求めることができる。
　［帯電待ち時間Ｔの設定手順］
　本実施の形態では、半導体ウェーハ１００の正常部１１１と欠陥部１１２との電気的特性の違いを浮き出たせるための帯電待ち時間Ｔを含む、検査パラメータの設定は、第１の電子銃５３からの電子ビーム５１の照射位置と第２の電子銃３からの電子ビーム２１の照射位置とが異なるか、一致しているかの、ＳＥＭ式外観検査装置１'，１"の装置構成に相違に対応して、次のように設定される。
　図１３に示した、電子ビーム５１の照射位置と電子ビーム２１の照射位置とが異なるＳＥＭ式外観検査装置１'では、それぞれ照射位置における電子ビーム５１の光軸と電子ビーム２１の光軸との間の距離Ｌは固定であるので、試料ステージ７が連続駆動される場合は、検査パラメータとして、ステージ速度ｖが設定されれば、一意的に必要な帯電待ち時間Ｔが設定されることになる。
　また、試料ステージ７がステップ＆リピートで駆動される場合は、検査パラメータとして、ステージ速度ｖが設定されることに加え、さらに、合計の時間Ｔｓが設定されれば、一意的に必要な帯電待ち時間Ｔが設定されることになる。
　図１４に示した、電子ビーム５１の照射位置と電子ビーム２１の照射位置とが一致するＳＥＭ式外観検査装置１"では、検査パラメータとして、第１の電子銃５３からの電子ビーム５１の照射を停止し、第２の電子銃３から観察用の電子ビーム２１を観察試料１００に照射するまでの時間Ｔｂｂが設定されれば、一意的に必要な帯電待ち時間Ｔが設定されることになる。
　図１５は、本実施の形態のＳＥＭ式外観検査装置におけるモニタ入力画面の一種としての検査パラメータ入力画面の一実施例を示した図である。
　検査パラメータ入力画面（図１５では、「画像取得条件設定画面」と図示されている）２００'は、図７に示した第１の実施の形態による検査パラメータ入力画面２００と同様に、入力操作器１５の所定操作により、モニタ１４の画面上にウィンドウ表示される。検査パラメータ入力画面２００'は、図示の例では、帯電待ち時間Ｔを入力するための帯電待ち時間入力欄２０１を有し、電子ビーム５１の照射位置と電子ビーム２１の照射位置とが異なるＳＥＭ式外観検査装置１'に係り、試料ステージ７が駆動される場合におけるステージ速度ｖを入力するためのステージ速度入力欄２２１と、さらにその試料ステージ７の駆動がステップ＆リピートで行われる場合に、その際における停止していたときの合計の停止時間Ｔｓを入力するためのステージ停止時間入力欄２２２とを有する一方、電子ビーム５１の照射位置と電子ビーム２１の照射位置とが一致するＳＥＭ式外観検査装置１"に係り、第１の電子銃５３からの電子ビーム５１の照射を停止し、第２の電子銃３から観察用の電子ビーム２１を観察試料１００に照射するまでの時間Ｔｂｂを入力するためのブランキング時間入力欄２２３を有する。
　さらに、検査パラメータ入力画面２００'には、これらパラメータそれぞれの入力値を検査条件の検査パラメータとして設定するための設定ボタン（ＯＫボタン）２０７を有する。
　そして、操作者は、ＳＥＭ式外観検査装置１'，１"のハード構成に相違に応じて、さらに電子ビーム５１の照射位置と電子ビーム２１の照射位置とが異なるＳＥＭ式外観検査装置１'である場合は試料ステージ７の駆動の相違に応じて、これら検査パラメータＴ，ｖ，Ｔｓ，Ｔｂｂを適宜入力することになる。
　その際も、帯電待ち時間Ｔの入力が最初に行われるようになっているので、この入力された帯電待ち時間Ｔの値に応じて、検査パラメータｖ，Ｔｓ，Ｔｂｂそれぞれの値の選択範囲が絞られてくるようになり、その選択肢が少なくなるようになっている。
　このようにして、操作者は、検査パラメータ入力画面２００'で、検査パラメータＴ，ｖ，Ｔｓ，Ｔｂｂの適宜入力を行ったならば、設定ボタン（ＯＫボタン）２０７を操作して、操作入力された各検査パラメータＴ，ｖ，Ｔｓ，Ｔｂｂを、ＳＥＭ式外観検査装置１のコンピュータ１３に、取りあえず検査条件として記憶する。
　そして、ＳＥＭ式外観検査装置１のコンピュータ１３は、この検査パラメータ入力画面２００'によって設定された各検査パラメータＴ，ｖ，Ｔｓ，Ｔｂｂに基づく、図８に示した第１の実施の形態による検査開始画面３００と同様な検査開始画面を、検査パラメータ入力画面２００'に代えて、モニタ１４の画面上にウィンドウ表示する。
　操作者は、この検査開始画面に基づいて、図９に示した第１の実施の形態による検査条件設定処理と同様な、試し検査の実施を含む検査条件の設定処理を行い、その試し検査の検査結果に基づいて、本検査の最適検査条件を設定する。
　<他の実施の形態>
　以上、本発明の荷電粒子顕微鏡装置及び荷電粒子ビーム制御方法に係る実施の形態として、ＳＥＭ式外観検査装置１，１'，１"について説明してきたが、本発明は上述した実施の形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された発明の範囲にて様々な変更が可能である。すなわち、ＳＥＭ式外観検査装置１以外でも、例えば一般の電子顕微鏡装置やイオン顕微鏡のように、荷電粒子線の照射によって観察試料から放出される放出電子を検出することにより、観察画像を取得する構成の荷電粒子顕微鏡装置であれば、適用可能である。
　さらに、その具体的な構成についても、種々の変形例が可能である。
　例えば、上述した第１，２の実施の形態では、図７，図１５に示した検査パラメータ入力画面２００，２００'に基づく検査パラメータの設定についての説明では、操作者が、帯電待ち時間Ｔを設定した後で、各種パラメータを設定する方法を例に説明しているが、まず、各種パラメータを設定することにより、帯電待ち時間Ｔを決定することも可能である。
　また、この帯電待ち時間Ｔの設定については、始めの帯電促進用の１画素当たりの電子ビームの照射時間Ｔｄを含めた、始めの帯電促進用の電子ビームの照射開始時からの時間であっても、始めの帯電促進用の１画素当たりの電子ビームの照射時間Ｔｄを除いた、始めの帯電促進用の電子ビームの照射終了時からの時間であっても、いずれでもよい。
　図１６は、図１５に示した検査パラメータ入力画面の変形例を示したものである。
　図１６に示した検査パラメータ入力画面２００"（図１６では、「画像取得条件設定画面」と図示されている）では、まず各種パラメータｖ，Ｔｓ，Ｔｂｂの入力を操作者に促すようになっており、各種パラメータｖ，Ｔｓ，Ｔｂｂを設定することにより、帯電待ち時間Ｔが自動表示される。
　このように、これら検査パラメータ入力画面や検査開始画面といった操作画面に限ってみても種々の変形例が可能であることから明らかなように、本発明の実施の形態は上述した実施の形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された発明の範囲において様々な変更が可能である。
１，１'，１"　ＳＥＭ式外観検査装置、　２　電子源、　３　電子銃、　４　偏向器、
５　ブランキング電極、　６　対物レンズ、　７　試料ステージ、　８　検出器、
９　検出制御部、　１０　画像処理部、　１１　レンズ制御部、　１２　偏向制御部、
１３　コンピュータ、　１４　モニタ、　１５　入力操作器、　２１　１次電子ビーム、
２２…放出電子、　５１　電子ビーム、　５２　電子源、　５３　第１の電子銃、
５５　ブランキング電極、　５６　ステージ駆動制御系、　６２　水平帰線、　
６４　垂直帰線、　１００　半導体ウェーハ（観察試料）、　１０１　基板、
１０２　金属膜、　１０３　絶縁膜層、　１０４　絶縁膜部、　１１０　ビア、
１１１　正常部、　１１２　欠陥部、　１２１　正常部等価回路、　
１２２　欠陥部等価回路、　２００　検査パラメータ入力画面、
２０１　帯電待ち時間入力欄、　２０２　照射時間入力欄、
２０３　ブランキング時間入力欄、　２０４　ビーム照射画素数入力欄、
２０５　検査画素数入力欄、　２０６　ライン数入力欄、　２０７　設定ボタン、
２２１　ステージ速度入力欄、　２２２　ステージ停止時間入力欄、　
２２３　ブランキング時間入力欄、　３００　検査開始画面、　３００　検査開始画面、
３１０　検査領域選択ウィンドウ、　３１１　ウェーハマップ表示部、
３１２　ウェーハマップ、　３１３　検査領域、　３１４　領域選択キー、
３１５　解除キー、　３２０　試し検査結果表示ウィンドウ、　
３３０　検査条件設定ウィンドウ、　３３１　帯電待ち時間設定欄、
３３２　照射時間設定欄、　３３３　検査しきい値設定欄、　
３３４　試し検査開始ボタン、　３３５　試し検査停止ボタン、　
３３６　本検査開始ボタン、　３３７　本検査停止ボタン、　
３４０　予想／結果表示ウィンドウ、　３４１　予想検査時間表示欄、
３４２　実検査時間表示欄、　３４３　欠陥数表示欄

Claims (13)

  1. 　荷電粒子ビームを用いた荷電粒子顕微鏡装置において、
    　ステージに保持された観察試料の任意の検査領域に対して少なくとも２回以上荷電粒子ビームを照射するための荷電粒子ビーム照射部と、
    　該荷電粒子ビーム照射部による、観察試料に対しての始めの帯電促進用の荷電粒子ビーム照射と次の試料観察用の荷電粒子ビーム照射との間の時間差を、観察試料又は観察試料に発生する欠陥部の状態に応じて設定する設定部と
    を備えることを特徴とする荷電粒子顕微鏡装置。
  2. 　前記荷電粒子ビーム照射部は、
    　荷電粒子ビーム制御用電磁レンズと
    　該荷電粒子ビーム制御用電磁レンズを、前記設定部によって設定された時間差に基づいて作動制御する制御回路と
    を備えることを特徴とする請求項１記載の荷電粒子顕微鏡装置。
  3. 　前記制御回路は、
    　前記設定部によって設定された時間差に基づいて、前記荷電粒子ビーム制御用電磁レンズに、観察試料の観察領域の一の照射部位に対しての始めの帯電促進用の荷電粒子ビーム照射と次の試料観察用の荷電粒子ビーム照射との間に、観察領域の他の照射部位に対する始めの帯電促進用の荷電粒子ビーム照射を行わせ、当該一の照射部位に対する時間差を生成する
    ことを特徴とする請求項２記載の荷電粒子顕微鏡装置。
  4. 　前記荷電粒子ビーム制御用電磁レンズは、荷電粒子ビームが観察試料に照射されないように荷電粒子ビーム軌道を変えるための電磁レンズを含み、
    　前記制御回路は、前記設定部によって設定された時間差に基づいて、観察試料の観察領域の一の照射部位に対しての始めの帯電促進用の荷電粒子ビーム照射と次の試料観察用の荷電粒子ビーム照射との間に、前記電磁レンズを時間差に対応して作動して、荷電粒子ビームが観察試料に照射されないように荷電粒子ビーム軌道を変える
    ことを特徴とする請求項２記載の荷電粒子顕微鏡装置。
  5. 　前記設定部は、モニタを含み、観察試料に対しての始めの帯電促進用の荷電粒子ビーム照射と次の試料観察用の荷電粒子ビーム照射との間の時間差を設定又は表示する操作画面を当該モニタ画面上に表示する
    ことを特徴とする請求項１記載の荷電粒子顕微鏡装置。
  6. 　前記荷電粒子ビーム照射部は、少なくとも二つ以上の荷電粒子ビーム発生器を有し、　観察試料の観察領域の一の照射部位に対しての始めの帯電促進用の荷電粒子ビーム照射と次の試料観察用の荷電粒子ビーム照射とを、それぞれ異なる前記荷電粒子ビーム発生器を用いて行う
    ことを特徴とする請求項１記載の荷電粒子顕微鏡装置。
  7. 　前記ステージには、それぞれ異なる前記複荷電粒子ビーム発生器の照射位置間で観察試料を移動させるステージ駆動制御系が備えられ、
    　前記設定部は、観察試料に対しての始めの帯電促進用の荷電粒子ビーム照射と次の試料観察用の荷電粒子ビーム照射との間の時間差を、前記ステージ駆動制御系のステージ速度により設定する
    ことを特徴とする請求項６記載の荷電粒子顕微鏡装置。
  8. 　前記各荷電粒子ビーム発生器は、
    　荷電粒子ビーム制御用電磁レンズと
    　該荷電粒子ビーム制御用電磁レンズを、前記設定部によって設定された時間差に基づいて作動制御する制御回路と
    を備えることを特徴とする請求項６記載の荷電粒子顕微鏡装置。
  9. 　前記設定部は、モニタを含み、観察試料に対しての始めの帯電促進用の荷電粒子ビーム照射と次の試料観察用の荷電粒子ビーム照射との間の時間差を設定又は表示する操作画面を当該モニタ画面上に表示する
    ことを特徴とする請求項６記載の荷電粒子顕微鏡装置。
  10. 　観察試料に対して照射する荷電粒子ビームを制御する荷電粒子ビーム制御方法であって、
    　観察試料に対しての始めの帯電促進用の荷電粒子ビーム照射と次の試料観察用の荷電粒子ビーム照射との間の時間差を、観察試料又は観察試料に発生する欠陥部の状態に応じて設定する設定ステップ、
    　観察試料の観察領域の一の照射部位に対し、該設定ステップによって設定された時間差に基づいて、始めの帯電促進用の荷電粒子ビーム照射と次の試料観察用の荷電粒子ビーム照射とを行う照射ステップ
    を有することを特徴とする荷電粒子ビーム制御方法。
  11. 　前記照射ステップは、前記設定ステップによって設定された時間差に基づいて、観察試料の観察領域の一の照射部位に対しての始めの帯電促進用の荷電粒子ビーム照射を行い、観察領域の他の照射部位に対しての始めの帯電促進用の荷電粒子ビーム照射を行ってから、当該一の照射部位に対しての次の試料観察用の荷電粒子ビーム照射を行う
    ことを特徴とする請求項１０記載の荷電粒子ビーム制御方法。
  12. 　前記照射ステップは、前記設定ステップによって設定された時間差に基づいて、観察試料の観察領域の一の照射部位に対しての始めの帯電促進用の荷電粒子ビーム照射を行い、荷電粒子ビーム軌道を変えて荷電粒子ビームが観察試料に照射されないようにしてから、当該一の照射部位に対しての次の試料観察用の荷電粒子ビーム照射を行う
    ことを特徴とする請求項１０記載の荷電粒子ビーム制御方法。
  13. 　前記照射ステップは、観察試料の観察領域の一の照射部位に対しての始めの帯電促進用の荷電粒子ビーム照射と次の試料観察用の荷電粒子ビーム照射とを、それぞれ異なる前記荷電粒子ビーム発生器を用いて行う
    ことを特徴とする請求項１０記載の荷電粒子ビーム制御方法。
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Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2013137466A1 (ja) * 2012-03-16 2013-09-19 株式会社日立ハイテクノロジーズ 荷電粒子線装置、試料観察システムおよび操作プログラム
KR20140028701A (ko) * 2012-08-30 2014-03-10 삼성전자주식회사 반도체 소자의 검사 방법 및 이에 사용되는 반도체 검사 장비
EP3716313A1 (en) * 2019-03-28 2020-09-30 ASML Netherlands B.V. Aperture array with integrated current measurement
JP7250642B2 (ja) * 2019-08-08 2023-04-03 株式会社日立ハイテク 荷電粒子線装置および荷電粒子線検査システム
CN110945641B (zh) * 2019-10-30 2021-06-08 长江存储科技有限责任公司 用于校准粒子束的垂直度的方法以及应用于半导体制造工艺的系统
US11848173B1 (en) * 2023-01-31 2023-12-19 Integrated Dynamic Electron Solutions, Inc. Methods and systems for event modulated electron microscopy

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003083917A (ja) * 2001-09-13 2003-03-19 Hitachi Ltd 電子線を用いた外観検査装置
JP2008165990A (ja) * 2006-12-27 2008-07-17 Hitachi High-Technologies Corp 電子線応用装置
JP2008166635A (ja) * 2007-01-04 2008-07-17 Hitachi High-Technologies Corp 回路パターンの検査装置、および、回路パターンの検査方法
JP2009027190A (ja) * 2008-10-02 2009-02-05 Hitachi High-Technologies Corp 回路パターンの検査方法
JP2009129660A (ja) * 2007-11-22 2009-06-11 Hitachi High-Technologies Corp 荷電粒子線装置、及び荷電粒子線装置における画像生成方法

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH09320505A (ja) * 1996-03-29 1997-12-12 Hitachi Ltd 電子線式検査方法及びその装置並びに半導体の製造方法及びその製造ライン
JPH09312318A (ja) * 1996-05-21 1997-12-02 Hitachi Ltd パタ−ン欠陥検査装置
JP3805565B2 (ja) * 1999-06-11 2006-08-02 株式会社日立製作所 電子線画像に基づく検査または計測方法およびその装置
JP3973372B2 (ja) * 2001-03-23 2007-09-12 株式会社日立製作所 荷電粒子線を用いた基板検査装置および基板検査方法
JP4528014B2 (ja) * 2004-04-05 2010-08-18 株式会社日立ハイテクノロジーズ 試料検査方法
JP4791840B2 (ja) * 2006-02-06 2011-10-12 株式会社日立ハイテクノロジーズ 荷電粒子線装置、走査電子顕微鏡、および試料検査方法
US7560939B1 (en) * 2006-02-17 2009-07-14 Kla-Tencor Technologies Corporation Electrical defect detection using pre-charge and sense scanning with prescribed delays
JP4299880B2 (ja) * 2007-06-08 2009-07-22 株式会社アドバンテスト 荷電粒子線検査装置及び荷電粒子線検査方法
JP2009099540A (ja) * 2007-09-27 2009-05-07 Hitachi High-Technologies Corp 試料の検査，測定方法、及び走査電子顕微鏡
JP4764436B2 (ja) * 2008-02-14 2011-09-07 株式会社日立ハイテクノロジーズ 外観検査方法及び検査装置
US8884224B2 (en) * 2009-04-08 2014-11-11 Hermes Microvision, Inc. Charged particle beam imaging assembly and imaging method thereof

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003083917A (ja) * 2001-09-13 2003-03-19 Hitachi Ltd 電子線を用いた外観検査装置
JP2008165990A (ja) * 2006-12-27 2008-07-17 Hitachi High-Technologies Corp 電子線応用装置
JP2008166635A (ja) * 2007-01-04 2008-07-17 Hitachi High-Technologies Corp 回路パターンの検査装置、および、回路パターンの検査方法
JP2009129660A (ja) * 2007-11-22 2009-06-11 Hitachi High-Technologies Corp 荷電粒子線装置、及び荷電粒子線装置における画像生成方法
JP2009027190A (ja) * 2008-10-02 2009-02-05 Hitachi High-Technologies Corp 回路パターンの検査方法

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