特開 2022-54014 金属パターンの検査方法および集束イオンビーム装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2022054014

(43)【公開日】2022-04-06

(54)【発明の名称】金属パターンの検査方法および集束イオンビーム装置

(51)【国際特許分類】

   H01J 37/20 20060101AFI20220330BHJP

   H01J 37/317 20060101ALI20220330BHJP

   H01J 37/28 20060101ALI20220330BHJP

   H01L 21/66 20060101ALI20220330BHJP

【ＦＩ】

H01J37/20 F

H01J37/317 D

H01J37/28 Z

H01L21/66 S

H01L21/66 C

【審査請求】未請求

【請求項の数】9

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2020160965

(22)【出願日】2020-09-25

(71)【出願人】

【識別番号】500171707

【氏名又は名称】株式会社ブイ・テクノロジー

(74)【代理人】

【識別番号】110001520

【氏名又は名称】特許業務法人日誠国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】水村 通伸

【テーマコード（参考）】

4M106

5C001

5C033

5C034

【Ｆターム（参考）】

4M106AA09

4M106AA11

4M106BA03

4M106CA16

4M106DE02

4M106DE18

4M106DE24

4M106DH07

4M106DH24

4M106DJ27

5C001BB07

5C033UU03

5C033UU10

5C034DD05

5C034DD09

(57)【要約】      （修正有）

【課題】金属パターンの断線欠陥位置および短絡位置の同定を容易に行える金属パターンの検査方法および集束イオンビーム装置を提供する。
【解決手段】金属パターン３８にパルス状の電圧を印加し、パルス状の電圧の周期を集束イオンビームの走査周期より短く設定し、二次荷電粒子像における断線部分で分離された金属パターンのうち、パルス状の電圧が印加される部分に対応する領域のみを時間変動する表面電位を反映させた第１パターンの領域３８Ａとして形成し、時間的に変化していない表面電位に依存する第２パターンの領域３８Ｃとの境界領域を分離部分３８Ｂとして検出し、分離部分３８Ｂの有無に基づいて金属パターンの断線あるいは短絡を検出する。
【選択図】図３－１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

表面に沿って金属パターンが形成された被検査基板の前記金属パターンに電圧印加し、
前記金属パターンを含む検査領域を、集束イオンビームで前記検査領域の全体に亘ってラスタスキャン方式にて周期的に順次走査して、前記被検査基板から放出される二次荷電粒子の強度に基づいて前記検査領域の二次荷電粒子像として表示し、
前記二次荷電粒子像から前記金属パターンの断線あるいは短絡を検出する金属パターンの検査方法であって、
前記金属パターンに時間変化するパルス状の電圧を印加し、
前記パルス状の電圧の周期を、前記集束イオンビームの縦あるいは横の走査周期より短く設定する
ことを特徴とする金属パターンの検査方法。

【請求項2】

前記二次荷電粒子像における、前記パルス状の電圧が印加されている前記金属パターンの部分には時間変化する前記パルス状の電圧に依存した第１パターンを表示させ、
前記パルス状の電圧が印加されない前記金属パターンの部分には時間変化のない電位に依存した第２パターンとして表示させ、
前記第１パターンと前記第２パターンの２領域の境界部分を分離部分として検出し、
前記分離部分の有無に基づいて金属パターンの断線を検出する
請求項１に記載の金属パターンの検査方法。

【請求項3】

前記二次荷電粒子像における、前記パルス状の電圧が印加されている前記金属パターンの部分には時間変化する前記パルス状の電圧に依存した第１パターンを表示させ、
前記パルス状の電圧が印加されない前記金属パターンの部分には時間変化のない電位に依存した第２パターンとして表示させ、
互いに電気的に独立する設計パターン画像と、前記二次荷電粒子像と、を比較して短絡部分を検出する
請求項１に記載の金属パターンの検査方法。

【請求項4】

前記集束イオンビームの走査方向を、前記金属パターンの延在方向と直交する方向に設定する、
請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の金属パターンの検査方法。

【請求項5】

表面に沿って金属パターンが形成された被検査基板に、集束イオンビームを照射する集束イオンビーム光学系と、
前記集束イオンビームの照射に伴って前記被検査基板より放出される二次荷電粒子の強度を検出する二次荷電粒子検出器と、
前記二次荷電粒子検出器からの検出値に基づいて前記被検査基板の二次荷電粒子像として表示する画像生成部と、
前記被検査基板に電圧を印加することができる機構と、
を備える集束イオンビーム装置であって、
前記集束イオンビーム光学系が、前記被検査基板における前記金属パターンを含む検査領域の全体に亘って、集束イオンビームでラスタスキャン方式にて周期的に順次走査するように設定され、
前記金属パターンに時間変化するパルス状の電圧が印加されるように設定され、
前記パルス状の電圧の周期が、前記集束イオンビームの縦の走査周期より短く設定され、
前記画像生成部が、
前記二次荷電粒子像における、前記パルス状の電圧が印加されている前記金属パターンの部分には時間変化する前記パルス状の電圧に依存した第１パターンと、
前記パルス状の電圧が印加されない前記金属パターンの部分には時間変化のない電位に依存した第２パターンと、
を表示する
ことを特徴とする集束イオンビーム装置。

【請求項6】

前記集束イオンビームの走査方向を、前記金属パターンの延在方向と直交する方向に設定する、
請求項５に記載の集束イオンビーム装置。

【請求項7】

前記画像生成部で作成された前記二次荷電粒子像に基づいて検出された前記金属パターンの断線部分に堆積用ガスを供給するように制御を行う成膜制御部を備え、
前記集束イオンビーム光学系は、前記集束イオンビームの照射により、前記断線部分に前記堆積用ガスを分解して修正用ＣＶＤ膜を堆積させる、
請求項５または請求項６に記載の集束イオンビーム装置。

【請求項8】

前記集束イオンビーム光学系は、前記画像生成部で作成された前記二次荷電粒子像に基づいて検出された前記金属パターンの短絡部分に、前記集束イオンビームの照射を行い、前記短絡部分をスパッタリングして除去することが可能である、
請求項５または請求項６に記載の集束イオンビーム装置。

【請求項9】

前記被検査基板に電圧を印加することができる機構は、前記金属パターンに前記パルス状の電圧を印加するプロービング機構を備える、請求項５から請求項８のいずれか一項に記載の集束イオンビーム装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、金属パターンの検査方法および集束イオンビーム装置に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、集束イオンビーム装置を用いて、配線に交流信号を印加しながら集束イオンビームをスキャンし、二次荷電粒子を検出して表面電位分布を画像として表示する方法が知られている（例えば、特許文献１参照）。この従来方法によれば、得られた画像を用いて配線あるいは短絡不良の原因を分析することが可能となる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開平５－１６０２１２号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

しかしながら、上記した従来の方法を用いて配線不良を検査した場合、得られた画像では、配線の途中で断線が発生している場合、印加されている電圧がかかる断線以外の部分は表面電位が印加電圧となり、その表面電位に応じた二次電子放出量となる一方で、断線部分は、その断線の度合い（抵抗値）で印加電圧とは関係のない表面電位となるため、断線以外の部分とは異なる二次電子放出量となる。これにより断線部分とこれ以外の部分の二次電子放出量差に基づいたコントラストのついた画像が得られる。しかしながら、このような従来の配線不良の検査では、断線部分の状態により断線有無のコントラストが低い場合もあり、欠陥位置を確認しづらいといった問題があった。

【0005】

本発明は、上記の課題に鑑みてなされたものであって、金属パターンの断線欠陥位置の同定を容易に行え、しかも金属パターンの短絡の検出を容易にする検査方法および集束イオンビーム装置を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明の態様は、表面に沿って金属パターンが形成された被検査基板の前記金属パターンに電圧印加し、前記金属パターンを含む検査領域を、集束イオンビームで前記検査領域の全体に亘ってラスタスキャン方式にて周期的に順次走査して、前記被検査基板から放出される二次荷電粒子の強度に基づいて前記検査領域の二次荷電粒子像として表示し、前記二次荷電粒子像から前記金属パターンの断線あるいは短絡を検出する金属パターンの検査方法であって、前記金属パターンに時間変化するパルス状の電圧を印加し、前記パルス状の電圧の周期を、前記集束イオンビームの縦あるいは横の走査周期より短く設定することを特徴とする。

【0007】

上記態様としては、前記二次荷電粒子像における、前記パルス状の電圧が印加されている前記金属パターンの部分には時間変化する前記パルス状の電圧に依存した第１パターンを表示させ、前記パルス状の電圧が印加されない前記金属パターンの部分には時間変化のない電位に依存した第２パターンとして表示させ、
前記第１パターンと前記第２パターンの２領域の境界部分を分離部分として検出し、前記分離部分の有無に基づいて金属パターンの断線を検出することが好ましい。

【0008】

上記態様としては、前記二次荷電粒子像における、前記パルス状の電圧が印加されている前記金属パターンの部分には時間変化する前記パルス状の電圧に依存した第１パターンを表示させ、前記パルス状の電圧が印加されない前記金属パターンの部分には時間変化のない電位に依存した第２パターンとして表示させ、互いに電気的に独立する設計パターン画像と、前記二次荷電粒子像と、を比較して短絡部分を検出することが好ましい。

【0009】

上記態様としては、前記集束イオンビームの走査方向を、前記金属パターンの延在方向と直交する方向に設定することが好ましい。

【0010】

本発明の他の態様は、表面に沿って金属パターンが形成された被検査基板に、集束イオンビームを照射する集束イオンビーム光学系と、前記集束イオンビームの照射に伴って前記被検査基板より放出される二次荷電粒子の強度を検出する二次荷電粒子検出器と、前記二次荷電粒子検出器からの検出値に基づいて前記被検査基板の二次荷電粒子像として表示する画像生成部と、前記被検査基板に電圧を印加することができる機構と、を備える集束イオンビーム装置であって、前記集束イオンビーム光学系が、前記被検査基板における前記金属パターンを含む検査領域の全体に亘って、集束イオンビームでラスタスキャン方式にて周期的に順次走査するように設定され、前記金属パターンに時間変化するパルス状の電圧が印加されるように設定され、前記パルス状の電圧の周期が、前記集束イオンビームの縦の走査周期より短く設定され、前記画像生成部が、
前記二次荷電粒子像における、前記パルス状の電圧が印加されている前記金属パターンの部分には時間変化する前記パルス状の電圧に依存した第１パターンと、前記パルス状の電圧が印加されない前記金属パターンの部分には時間変化のない電位に依存した第２パターンと、を表示することを特徴とする。

【0011】

上記態様としては、前記集束イオンビームの走査方向を、前記金属パターンの延在方向と直交する方向に設定することが好ましい。

【0012】

上記態様としては、前記画像生成部で作成された前記二次荷電粒子像に基づいて検出された前記金属パターンの断線部分に堆積用ガスを供給するように制御を行う成膜制御部を備え、前記集束イオンビーム光学系は、前記集束イオンビームの照射により、前記断線部分に前記堆積用ガスを分解して修正用ＣＶＤ膜を堆積させることが好ましい。

【0013】

上記態様としては、前記集束イオンビーム光学系は、前記画像生成部で作成された前記二次荷電粒子像に基づいて検出された前記金属パターンの短絡部分に、前記集束イオンビームの照射を行い、前記短絡部分をスパッタリングして除去することが可能であることが好ましい。

【0014】

上記態様としては、前記被検査基板に電圧を印加することができる機構は、前記金属パターンに前記パルス状の電圧を印加するプロービング機構を備えることが好ましい。

【発明の効果】

【0015】

本発明によれば、金属パターンの断線欠陥位置の同定を容易に行え、しかも短絡の検出が可能な金属パターンの検査方法および集束イオンビーム装置を実現できる。

【図面の簡単な説明】

【0016】

【図1】図１は、本発明の第１の実施の形態に係る集束イオンビーム装置の概略構成を示す要部断面図である。

【図2】図２は、本発明の第１の実施の形態に係る金属パターンの検査方法を示す斜視図である。

【図3-1】図３－１は、本発明の第１の実施の形態に係る金属パターンの検査方法における検査領域と集束イオンビームの走査方向を示す平面説明図ある。

【図3-2】図３－２は、本発明の第１の実施の形態に係る金属パターンの検査方法に関し、Ｘ方向のラスタスキャン電圧（Ｘ）とその周期Ｔｘ示す図である。

【図3-3】図３－３は、本発明の第１の実施の形態に係る金属パターンの検査方法に関し、Ｙ方向の走査方向ラスタスキャン電圧（Ｙ）とその周期Ｔｙを示す図である。

【図3-4】図３－４は、本発明の第１の実施の形態に係る金属パターンの検査方法に関し、プロービング電圧（Ｖｐ）とその周期ＴＶｐを示す図である。

【図4-1】図４－１は、本発明の第１の実施の形態に係る金属パターンの検査方法で得られた二次荷電粒子像を示す図である。

【図4-2】図４－２は、比較例の二次荷電粒子像を示す図である。

【図4-3】図４－３は、互いに隣接して配置され、互いに電気的に独立する設計パターンを示す説明図である。

【図4-4】図４－４は、図４－３に示した、互いに電気的に独立する設計パターンに対応する配線部を示す説明図である。

【図5】図５は、本発明の第１の実施の形態に係る集束イオンビーム装置で行う配線の断線検出と断線部分の修正を行う制御方法を示すフローチャートである。

【図6】図６は、本発明の第２の実施の形態に係る集束イオンビーム装置の概略構成を示す要部断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0017】

本発明に係る金属パターンの検査方法は、半導体装置における配線、薄型ディスプレイ(ＦＰＤ：Flat Panel Display)の配線、およびフォトマスクのマスクパターンなどの金属パターンにおける断線あるいは短絡の検出に適用できる。また、本発明に係る集束イオンビーム装置は、二次荷電粒子を検出して二次荷電粒子像を生成して断線検出に利用すること以外に、金属パターン上の絶縁膜の除去や、ＣＶＤ成膜を行う機能や、金属パターンに電圧を印加したりするためのプロービング機構などを備えている。

【0018】

以下、本発明の実施の形態に係る金属パターンの断線あるいは短絡の検査方法および集束イオンビーム装置の詳細を図面に基づいて説明する。なお、図面は模式的なものであり、各部材の寸法や寸法の比率や数、形状などは現実のものと異なることに留意すべきである。また、図面相互間においても互いの寸法の関係や比率や形状が異なる部分が含まれている。

【0019】

[第１の実施の形態]
（集束イオンビーム装置の概略構成）
金属パターンの検査方法の説明に先駆けて、この方法を実施する集束イオンビーム装置について説明する。

【0020】

図１は、第１の実施の形態に係る集束イオンビーム装置１の概略構成を示している。集束イオンビーム装置１は、差動排気装置２と、集束イオンビームカラム（以下、ＦＩＢカラムという）３と、被検査基板３０を載せる基板支持ステージ４と、昇降手段５と、移動制御部２０と、差動排気制御部２１と、画像生成部２２と、成膜制御部２３と、ＦＩＢ制御部２４と、を備える。

【0021】

図２に示すように、本実施の形態において検査を行う被検査基板３０は、例えば、ＳｉＯ_２でなる絶縁基板３１の表面に、互いに平行な複数の配線部３４～４２と、を備える。これら配線部３４～４２は、集束イオンビーム装置１で断線部分あるいは短絡部分を検出する対象となる金属パターンである。

【0022】

なお、図２に示す被検査基板３０は、説明のためのサンプルであり、配線部３５には、途中で分離部分（以下、断線部分という）３５Ｂが生じており、部分３５Ａと部分３５Ｃに分断されている。同様に、配線部３８，４１においても、途中で断線部分３８Ｂ，４１Ｂが生じており、部分３８Ａ，４１Ａと部分３８Ｃ，４１Ｃに分断されている。また、配線部３６には、途中で断線部分３６Ｂが生じている。同様に、配線部３９，４２においても、途中で断線部分３９Ｂ，４２Ｂが生じている。勿論、通常の検査においては、被検査基板３０としては、断線欠陥の有無が判明していないものを用いる。

【0023】

基板支持ステージ４は、被検査基板３０を載せた状態で支持するようになっている。基板支持ステージ４は、図示しない駆動手段が移動制御部２０によって制御されることにより、Ｘ－Ｙ方向に移動されるようになっている。

【0024】

図１に示すように、差動排気装置２は、ヘッド部６を備える。ヘッド部６は、被検査基板３０の面積に比較してごく小さな面積の円盤形状の金属プレートによって構成されている。ヘッド部６は、基板支持ステージ４がＸ－Ｙ方向に移動することにより、被検査基板３０の任意領域に対向し得るようになっている。この差動排気装置２は、差動排気制御部２１によって制御される。

【0025】

ヘッド部６の下面には、同心状（同心円上）に配置された３つの環状溝７Ａ，７Ｂ，７Ｃが形成されている。ヘッド部６における、これら複数の環状溝７Ａ，７Ｂ，７Ｃのうち最も内側の環状溝７Ａには、堆積用ガス供給パイプ１０を介して堆積用ガス送出部１１が連結されている。この堆積用ガス送出部１１は、成膜制御部２３により制御される。

【0026】

環状溝７Ｂ，７Ｃには排気用パイプ８を介して真空ポンプ９が接続されている。真空ポンプ９は、差動排気制御部２１によって制御されている。ヘッド部６は、被検査基板３０に下面を対向させた状態で、環状溝７Ｂ，７Ｃからの空気吸引作用により、ヘッド部６の中央の下方を高真空状態に維持する機能を備える。そして、この状態で、環状溝７Ａから堆積用ガスを供給することにより、例えば、図２に示した断線部分３５Ｂ，３６Ｂ，３８Ｂ，３９Ｂ，４１Ｂ，４２Ｂなどに対して修復用のＣＶＤ成膜を行うことを可能にしている。

【0027】

図１に示すように、ＦＩＢカラム３は、ヘッド部６における上面側に設置され、ヘッド部６の中央開口部に先端部が埋没するように嵌め込まれた状態で連結されている。ＦＩＢカラム３の上端部には、ＦＩＢカラム３および差動排気装置２を昇降させる昇降手段５が設けられている。昇降手段５は、図示しない支持フレーム側に支持されている。この昇降手段５は、ＦＩＢカラム３および差動排気装置２を昇降させる機能を有する。この昇降手段５は、上記の移動制御部２０によって制御される。

【0028】

ＦＩＢカラム３は、鏡筒１２と、鏡筒１２内に内蔵された集束イオンビーム光学系１３と、を備える。ＦＩＢカラム３の先端部からは、集束イオンビームＩｂを被検査基板３０の表面に向けて出射するようになっている。集束イオンビーム光学系１３は、イオン源１４と、集束レンズ１５と、絞り１６と、偏向器１７と、対物レンズ１８と、を備えている。偏向器１７は、ＦＩＢ制御部２４により、検査領域Ａ(図２参照)内を集束イオンビームＩｂのビームスポットが所定の走査方向Ｓ(図２参照)の走査動作を行いながらラスタスキャン方式にて周期的に走査するようになっている。

【0029】

鏡筒１２の下部には、例えば、シンチレータでなる二次荷電粒子検出器１９が設けられており、集束イオンビームＩｂの照射に伴って被検査基板３０側から放出される二次荷電粒子の強度を検出するようになっている。この二次荷電粒子検出器１９は、画像生成部２２に接続されている。画像生成部２２では、二次荷電粒子検出器１９からの検出値に基づいて被検査基板３０の表面電位分布を二次荷電粒子像として生成し表示することが可能である。

【0030】

図１に示すように、鏡筒１２の下部には、被検査基板３０に電圧印加することができる機構として、電圧印加用プローブ２５が被検査基板３０(図中矢印Ｒで示す進退方向)へ向けて出没可能なプロービング機構が設けられている。本実施の形態では、電圧印加用プローブ２５がパルス電源４４に接続され、被検査基板３０の配線部３４～４２に接触して電気的に接続可能に設定されている。このように、電圧印加用プローブ２５を用いることにより、配線部３４～４２に電圧を印加することができる。

【0031】

本実施の形態では、パルス状の電圧（以下、パルス電圧またはプロービング電圧ともいう）の周期を、上記のラスタスキャン方式の縦方向（ｙ方向）の走査周期よりも短く設定している。このため、本実施の形態では、図２および図４－１に示すように、上記の二次荷電粒子像における、例えば、断線部分３８Ｂで分離された配線部３８の部分３８Ａのみに、パルス電圧が印加される。この部分３８Ａのみで表面電位が時間変化するため、縞々状の第1パターンとして表示されるように設定されている。すなわち、電圧印加用プローブ２５からのパルス電圧が及ばない部分３８Ｃでは、表面電位が時間変化しないため、モノトーンの第２パターンとしての画像となる。このような断線に伴う表示状態の明確な差異は、他の断線部分が生じた配線部においても同様である。

【0032】

(金属パターンの検査方法および作用・動作)
次に、本発明の第１の実施の形態に係る集束イオンビーム装置１を用いて、被検査基板３０における金属パターンの検査方法および作用について説明する。なお、この実施の形態に係る集束イオンビーム装置１では、図５に示すフローチャートに基づいて動作を行う。

【0033】

先ず、集束イオンビーム装置１の基板支持ステージ４の上に被検査基板３０を載せて固定する。基板支持ステージ４を移動制御部２０からの制御信号により制御して、図２に示すように、未処理の検査領域Ａに集束イオンビームＩｂが照射可能になるようにＦＩＢカラム３を相対移動させる(ステップＳ１)。

【0034】

図１に示すように、電圧印加用プローブ２５を進退方向Ｒ（矢印で示す）に伸ばして、図２に示すように、配線部３４～４２のうちの任意の配線部に接続させる(ステップＳ２)。

【0035】

電圧印加用プローブ２５にパルス電圧を印加する(ステップＳ３)。なお、ステップＳ２の工程において、既に電圧印加用プローブ２５にパルス電圧を印加させておいてもよい。

【0036】

検査領域Ａ内において、集束イオンビームＩｂのビームスポットをラスタスキャンさせる。このとき、パルス電圧の周期を、縦方向（Ｙ方向）の走査周期(画像掃引周期)より短く設定する。このようにラスタスキャンして、二次荷電粒子検出器１９から得られた検出値に基づいて二次荷電粒子像を画像生成部２２で作成する(ステップＳ４)。

【0037】

上記任意の配線部（図２においては配線部３８）において、二次荷電粒子像内に時間的に変化している第1パターンの領域と、時間的に変化していない第２パターンの領域特定する(ステップＳ５)。二次荷電粒子像内に時間的に変化していない第２パターン（モノトーンのパターン）の領域がない場合は、スタートへ戻る。

【0038】

二次荷電粒子像内に時間的に変化していない第２パターンの領域がある場合は、第１パターンの領域と第２パターンの領域との間の領域を断線部分と特定する(ステップＳ６)。

【0039】

特定した断線部分を、集束イオンビーム光学系１３を用いて修復する(ステップＳ７)。具体的には、成膜制御部２３により、堆積用ガス送出部１１を制御して堆積用ガスを環状溝７Ａに供給して、集束イオンビームＩｂにより堆積用ガスを分解してＣＶＤ成膜を行う。

【0040】

未処理の観察領域としての検査領域Ａがあるか否か判定する(ステップＳ８)。

【0041】

未処理の観察領域としての検査領域Ａがない場合は、処理が終了する。未処理の検査領域Ａがある場合は、スタートに戻る。

【0042】

（第１パターンの作成条件）
図３－１に示すように、本実施の形態では、検査領域Ａにおいて集束イオンビームＩｂの走査方向をＸ方向（図中、「スキャンＸ」で示す方向）としてラスタスキャン方式の周期的な走査を行う。図３－２は、ラスタスキャンにおけるＸ方向（横方向）のラスタスキャン電圧（Ｘ）およびその周期Ｔｘを示す。図３－３は、ラスタスキャンにおけるＹ方向（縦方向）のラスタスキャン電圧（Ｙ）およびその周期Ｔｙを示す。図３－４は、電圧印加用プローブ２５に印加するプロービング電圧（Ｖｐ）とその周期ＴＶｐを示す。本実施の形態では、例えば、配線部３８に着目すると、配線の延在方向がＹ方向（図３－１中、「スキャンＹ」で示す方向）になるように設定している。本実施の形態では、配線の延長方向がＹ方向となる場合を例に説明したが、Ｙ方向に限らずいずれの方向でもよい。また、本実施の形態において、上記の各周期は、「Ｔｘ＜ＴＶｐ＜Ｔｙ」の関係となるように設定されている。

【0043】

プロービング電圧の周期ＴＶｐをラスタスキャンのＹ方向走査周期（Ｔｙ）よりも、短く設定しているため、図３－１に示すように、集束イオンビームＩｂのＸ方向の走査線がＹ方向に移動するに従い、プロービング電圧の高さが低い(Ｌ)と高い(Ｈ)を繰り返す。断線部分３８Ｂで分離され、電圧印加用プローブ２５に接続されている部分３８Ａのみにパルス電圧が印加されるため、部分３８Ａのみが明るい領域と暗い領域を交互に繰り返す縞々状に表示された第１パターンの領域となる。すなわち、電圧印加用プローブ２５からのパルス電圧が及ばない部分３８Ｃでは、表面電位が時間変化しないため、二次荷電粒子像においては、図３－１および図４－１に示すように、モノトーンの画像となる。

【0044】

(金属パターンの検査方法および集束イオンビーム装置の効果)
本実施の形態では、図４－１に示すように、配線部３４～４１のうちプロービング電圧（パルス電圧）が印加されている部分が縞々状の第1パターンに表示され、プロービング電圧（パルス電圧）の及ばない部分が縞々状に表示されない第２パターンとなるため、断線部分がある配線部を容易に確認できる。これに対して、図４－２に示す比較例のように、金属パターンに電圧を印加しない状態で得られた二次荷電粒子像では、全ての配線部がモノトーンで表示されてしまうため、全ての配線部を逐一確認しなければならず、断線部分の発見が容易ではない。

【0045】

また、本実施の形態では、上記の集束イオンビーム装置１を用いることにより、設計パターン画像と、実際の第１パターンで表示された実際の二次荷電粒子像と、を比較して、短絡部分を容易に同定することが可能である。すなわち、予め図４－３に示すような、互いに電気的に独立する設計パターン画像を用意する。図４－３は、設計パターン画像の一部であり、互いに隣接して電気的に独立する設計パターン４５Ｐと設計パターン４６Ｐを示す。図４－４は、図４－３の設計パターン４５Ｐと設計パターン４６Ｐに対応する実際の配線部（金属パターン）４５と配線部（金属パターン）４６を示す。図４－４に示すように、配線部４５のみに電圧印加用プローブ２５を接続したときに、配線部４６も縞々状の第１パターンで表示された場合、図４－３に示す設計パターン画像との差分をとることにより、短絡部分４７を検出することができる。

【0046】

このように、本実施の形態によれば、二次荷電粒子像において縞々状の第１パターンの部分が電気的に独立した隣接した配線部（金属パターン）に及んだときに、短絡不良が発生していることを容易に検出できる。上述のように第１パターンで表示された部分と、互いに電気的に独立する設計パターンとの比較により短絡位置を容易に特定できる。このため、本実施の形態によれば、互いに電気的に独立させるべき配線部同士の間の抵抗を測定する手間を要しないため、短絡部分の検出を簡便に行える。

【0047】

[第２の実施の形態]
図６は、本発明の第２の実施の形態に係る集束イオンビーム装置１Ａの要部断面図である。この集束イオンビーム装置１Ａは、集束イオンビーム光学系１３が試料ステージとチャンバ内に設置されている構成である。本実施の形態における他の構成は、上記第１の実施の形態に係る集束イオンビーム装置１と同様である

【0048】

［その他の実施の形態］
以上、本発明の実施の形態について説明したが、この実施の形態の開示の一部をなす論述および図面はこの発明を限定するものであると理解すべきではない。この開示から当業者には様々な代替実施の形態、実施例および運用技術が明らかとなろう。

【0049】

例えば、上記の実施の形態では、二次荷電粒子検出器をシンチレータで構成したが、これに限定されるものではない。

【0050】

上記の実施の形態では、集束イオンビームＩｂのビームスポットをラスタスキャン方式で走査する方向を配線部３４～４２の延在方向と同一としたが、ビームスポットの径寸法がそれぞれの配線部の幅寸法よりも短く設定すれば、走査方向と配線部の延在方向とが交わっても電圧印加用プローブ２５が接続された配線部を縞々状（縦縞状）に表示することができる。

【0051】

上記の実施の形態では、パルス状の電圧として、パルス電圧を適用したが、のこぎり波電圧や正弦波電圧などの時間的に変化する電圧を適用してもよい。

【符号の説明】

【0052】

Ａ 検査領域
Ｂ 明るい領域
Ｄ 暗い領域
Ｉｂ 集束イオンビーム
Ｒ 進退方向
Ｓ 走査方向
１ 集束イオンビーム装置
２ 差動排気装置
３ 集束イオンビームカラム（ＦＩＢカラム）
４ 基板支持ステージ
５ 昇降手段
６ ヘッド部
７Ａ 環状溝（最も内側の環状溝）
７Ｂ，７Ｃ 環状溝
８ 排気用パイプ
９ 真空ポンプ
１０ 堆積用ガス供給パイプ
１１ 堆積用ガス送出部
１２ 鏡筒
１３ 集束イオンビーム光学系
１４ イオン源
１５ 集束レンズ
１６ 絞り
１７ 偏向器
１８ 対物レンズ
１９ 二次荷電粒子検出器
２０ 移動制御部
２１ 差動排気制御部
２２ 画像生成部
２３ 成膜制御部
２４ ＦＩＢ制御部
２５ 電圧印加用プローブ
３０ 被検査基板
３１ 絶縁基板
３４～４２，４５，４６ 配線部（金属パターン）
３５Ｂ，３６Ｂ，３８Ｂ，３９Ｂ，４１Ｂ，４２Ｂ 断線部分（分離部分）
４４ パルス電源
５０ 真空チャンバ

【図1】

【図2】

【図3-1】

【図3-2】

【図3-3】

【図3-4】

【図4-1】

【図4-2】

【図4-3】

【図4-4】

【図5】

【図6】