特開 2023-183505 荷電粒子線装置

(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】P2023183505

(43)【公開日】2023-12-28

(54)【発明の名称】荷電粒子線装置

(51)【国際特許分類】

   H01J 37/20 20060101AFI20231221BHJP

【ＦＩ】

H01J37/20 H

【審査請求】未請求

【請求項の数】12

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022097052

(22)【出願日】2022-06-16

(71)【出願人】

【識別番号】501387839

【氏名又は名称】株式会社日立ハイテク

(74)【代理人】

【識別番号】110000350

【氏名又は名称】ポレール弁理士法人

(72)【発明者】

【氏名】小辻 秀幸

(72)【発明者】

【氏名】横須賀 俊之

(72)【発明者】

【氏名】川野 源

【テーマコード（参考）】

5C101

【Ｆターム（参考）】

5C101AA03

5C101EE65

5C101EE68

5C101FF02

5C101FF15

5C101FF25

5C101FF49

(57)【要約】

【課題】荷電粒子線の制御に影響を与えることなく、除電あるいは帯電制御を可能にする。
【解決手段】荷電粒子線装置は、連結部材１３を介して試料室１４に取り付けられるプラズマ生成装置１１と、プラズマ生成装置で発生したプラズマをステージの方向に導く中空部を備えるガイド１２と、ステージ７に電圧を印加する第１の電圧源１５と、プラズマ生成装置及びガイドを所定の電位とする第２の電圧源１６とを有し、ガイドは、荷電粒子線が通過する対物レンズ５の開口を避けて、その先端が対物レンズとステージとの間に位置するように配置される。
【選択図】図６

【特許請求の範囲】

【請求項1】

試料を載置するステージを備える試料室と、
前記試料に対して荷電粒子線を照射する荷電粒子線光学系と、
連結部材を介して前記試料室に取り付けられるプラズマ生成装置と、
前記プラズマ生成装置で発生したプラズマを前記ステージの方向に導く中空部を備えるガイドと、
前記ステージに電圧を印加する第１の電圧源と、
前記プラズマ生成装置及び前記ガイドを所定の電位とする第２の電圧源とを有し、
前記荷電粒子線光学系は、前記荷電粒子線を前記試料上に集束させる対物レンズを備え、
前記ガイドは、前記荷電粒子線が通過する前記対物レンズの開口を避けて、その先端が前記対物レンズと前記ステージとの間に位置するように配置される荷電粒子線装置。

【請求項2】

請求項１において、
前記ガイドの先端から前記試料に照射されるプラズマまたは前記プラズマによって生じた荷電粒子により前記試料が除電される、または前記試料の帯電が制御される荷電粒子線装置。

【請求項3】

請求項１において、
前記第２の電圧源による前記プラズマ生成装置及び前記ガイドの電位は、前記第１の電圧源による前記ステージの電位と等しくされる荷電粒子線装置。

【請求項4】

請求項１において、
前記連結部材は、前記プラズマ生成装置を前記試料室から電気的に絶縁する荷電粒子線装置。

【請求項5】

請求項１において、
前記対物レンズはアウトレンズ型対物レンズであって、
前記ガイドの先端は、前記アウトレンズ型対物レンズの下磁路と前記ステージとの間に配置される荷電粒子線装置。

【請求項6】

請求項１において、
前記ガイドの先端に、軸対称である中空の電極部材が接続され、
前記対物レンズは軸対称構造であり、
前記電極部材の中心軸と前記対物レンズの中心軸とは一致するように配置される荷電粒子線装置。

【請求項7】

試料を載置するステージと前記ステージに対向して配置されるトラップ板とを備える試料室と、
前記試料に対して荷電粒子線を照射する荷電粒子線光学系と、
連結部材を介して前記試料室に取り付けられるプラズマ生成装置と、
前記プラズマ生成装置で発生したプラズマを前記ステージの方向に導く中空部を備えるガイドと、
前記ステージに電圧を印加する第１の電圧源と、
前記プラズマ生成装置及び前記ガイドを所定の電位とする第２の電圧源とを有し、
前記荷電粒子線光学系は、前記荷電粒子線を前記試料上に集束させる対物レンズを備え、前記トラップ板は前記対物レンズと前記ステージとの間に配置され、
前記ガイドは前記トラップ板と接続されるとともに、前記トラップ板の前記ステージに対向する面に照射口が設けられ、前記ガイドの前記中空部と前記照射口とは前記トラップ板の内部空間で介してつながっている荷電粒子線装置。

【請求項8】

請求項７において、
前記トラップ板の前記照射口から前記試料に照射されるプラズマまたは前記プラズマによって生じた荷電粒子により前記試料が除電される、または前記試料の帯電が制御される荷電粒子線装置。

【請求項9】

請求項７において、
前記ステージは静電チャックにより前記試料を固定する荷電粒子線装置。

【請求項10】

請求項７において、
前記トラップ板は、前記荷電粒子線が通過する通過孔が設けられ、前記トラップ板の前記ステージに対向する面に、前記通過孔を挟んで前記内部空間につながる第１の照射口と第２の照射口とが設けられ、
前記第１の照射口と前記第２の照射口とは、前記ステージの移動方向に沿って設けられる荷電粒子線装置。

【請求項11】

請求項７において、
前記トラップ板は、前記荷電粒子線が通過する通過孔が設けられ、前記照射口は、前記通過孔に対して同心円弧状とされる荷電粒子線装置。

【請求項12】

請求項７において、
前記連結部材は、前記プラズマ生成装置を前記試料室から電気的に絶縁する荷電粒子線装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、荷電粒子線装置に関する。

【背景技術】

【0002】

半導体パターンの微細化および高集積化に伴って、パターンの僅かな形状差がデバイスの動作特性に影響を及ぼす。そのため、デバイスのパターンの形状管理のニーズが高まっている。これに起因して、半導体の検査・計測のために用いられる荷電粒子線装置としての走査電子顕微鏡（ＳＥＭ：Scanning Electron Microscope）は、高感度・高精度計測が従来に増して求められている。走査電子顕微鏡は、電子を磁場、電界レンズを用いて制御し、試料上を電子でスキャンする。電子ビームスキャンにより試料からは２次電子が放出される。試料から放出された２次電子を検出器において検出し、その信号波形を生成し、例えばピーク（パターンエッジ）間の寸法を測定することが可能に構成される。

【0003】

半導体製造プロセスにおけるウェハ検査において、異物や欠陥などの早期発見は歩留まり向上に繋がるため、欠陥検出を目的としたウェハの全面検査のニーズが高まっているものの、全面検査はスループットの低下に繋がるという問題がある。スループットを上げるため、大電流による低倍率撮像で、広範囲の視野を一度に撮像する検査が考えられるが、低倍率化することで試料の帯電の影響が顕在化し、撮像画像に歪や輝度ムラなどが生じるおそれがある。このように試料の帯電は、ＳＥＭの計測精度の低下の原因となるので、帯電を効果的に除去することが求められる。

【0004】

帯電の影響を低減する方法としては、試料を導体でコーティングして帯電を抑制する手法や、照射する一次電子の電圧調整による二次電子のイールド制御などが知られている。しかし、これらの方法は、インライン検査に適用することは難しい。また材料やＳＥＭの撮像条件が帯電状態にも影響するため、試料の材料やパターンに対して個々に調整することは困難で現実的ではない。そのため試料に依存しない帯電除去・帯電制御が必要となる。

【0005】

特許文献１は、試料帯電防止用イオンの生成及び汚染除去用プラズマの生成を行う帯電汚染防止装置を設け、当該装置から選択的にイオンあるいはプラズマを放出して被測定物などに照射することにより、対象の帯電防止および汚染除去を行っている。このとき、放出されるイオンあるいはプラズマは、導入管を用いて試料の電子線の照射位置に向けて放出されている。

【0006】

特許文献２はＳＥＭの一次電子ビーム照射によって生じる帯電量のむらを防止するチャージアップ抑制手段として、プラズマ照射方式のプレチャージユニットを設けている。プレチャージユニットのバイアス電位を０Ｖにすることにより、ガス圧によりしみだしたプラズマを試料基板に照射している。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0007】

【特許文献1】特開２００７－１４９４４９号公報

【特許文献2】特開２０１４－１１２０８７号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0008】

特許文献２では、プレチャージユニットのバイアス電圧を制御することでプラズマ照射を可能にしているが、試料近傍までプラズマを伝搬させる手法については考慮されていない。特許文献１では導入管を用いてプラズマまたはイオンを帯電部位近傍まで伝搬させているが、ＳＥＭでは電子ビームを磁場レンズや電界レンズで制御している。しかしながら、導入管を試料付近に挿入することは、ＳＥＭ内の電子ビームを制御する磁場や電場に影響を与えるおそれがある。

【0009】

本発明は、上記のような課題を鑑みてなされたものであり、荷電粒子線の制御に影響を与えることなくプラズマまたはプラズマによって生じた荷電粒子による除電あるいは帯電制御を可能とする荷電粒子線装置を提供する。

【課題を解決するための手段】

【0010】

本発明の一実施の形態である荷電粒子線装置は、試料を載置するステージを備える試料室と、試料に対して荷電粒子線を照射する荷電粒子線光学系と、連結部材を介して試料室に取り付けられるプラズマ生成装置と、プラズマ生成装置で発生したプラズマをステージの方向に導く中空部を備えるガイドと、ステージに電圧を印加する第１の電圧源と、プラズマ生成装置及びガイドを所定の電位とする第２の電圧源とを有し、荷電粒子線光学系は、荷電粒子線を試料上に集束させる対物レンズを備え、ガイドは、荷電粒子線が通過する対物レンズの開口を避けて、その先端が対物レンズとステージとの間に位置するように配置される。

【発明の効果】

【0011】

本発明によれば、荷電粒子線の制御に影響を与えることなく、除電あるいは帯電制御が可能な荷電粒子線装置を提供することができる。

【0012】

本明細書において開示される主題の、少なくとも一つの実施の詳細は、添付されている図面と以下の記述の中で述べられる。開示される主題のその他の特徴、態様、効果は、以下の開示、図面、請求項により明らかにされる。

【図面の簡単な説明】

【0013】

【図1】実施例１に係る荷電粒子線装置の概略図である。

【図2】プラズマによる試料の除電動作を説明するための図である。

【図3A】プラズマの挙動を説明するための図である。

【図3B】プラズマの挙動を説明するための図である。

【図4】ステージ近傍の電場を説明するための図である。

【図5】ガイドによる二次電子への影響を説明するための図である。

【図6】ガイドによる二次電子への影響を説明するための図である。

【図7】ガイドの別の挿入方法を示す図である。

【図8】帯電により発生する絶縁破壊を説明するための図である。

【図9】実施例２に係る荷電粒子線装置の概略図である。

【図10】照射口から吹き出されたプラズマまたは荷電粒子により除電する様子を示す模式図である。

【図11A】トラップ板の断面図である。

【図11B】トラップ板の下面図である。

【図12】トラップ板の下面図である。

【図13】実施例３におけるガイドの先端構造を説明するための図である。

【発明を実施するための形態】

【0014】

以下、添付図面を参照して本実施形態について説明する。添付図面では、機能的に同じ要素は同じ番号で表示される場合もある。なお、添付図面は本開示の原理に則った実施形態と実装例を示しているが、これらは本開示の理解のためのものであり、決して本開示を限定的に解釈するために用いられるものではない。本明細書の記述は典型的な例示に過ぎず、本開示の特許請求の範囲又は適用例を如何なる意味においても限定するものではない。

【0015】

本実施形態では、当業者が本開示を実施するのに十分詳細にその説明がなされているが、他の実装・形態も可能で、本開示の技術的思想の範囲と精神を逸脱することなく構成・構造の変更や多様な要素の置き換えが可能であることを理解する必要がある。従って、以降の記述をこれに限定して解釈してはならない。

【実施例0016】

図１を参照して、実施例１に係る荷電粒子線装置を説明する。この荷電粒子線装置は、一例として、電子銃１と、コンデンサレンズ３と、偏向器４と、対物レンズ５とを含む電子線光学系（荷電粒子線光学系）ＰＳを備える。電子線光学系ＰＳの下方には、試料６を載置するためのステージ７を内部に備える試料室１４が設置される。

【0017】

電子銃１によって発生・加速された電子線２（一次電子線）は、コンデンサレンズ３によって集束され、更に対物レンズ５によってステージ７上の試料６上に集束される。偏向器４（走査偏向器）は、試料６の電子線走査領域上で電子線２を走査させる。電子線２を試料６上で走査させながら照射することによって、試料６内で励起された電子が二次電子１０として試料６から放出される。放出された二次電子１０は、二次電子検出器８により検出され、二次電子検出器８に接続された演算部（図示せず）がその検出信号を画像化する。

【0018】

二次電子検出器８の前段（入射面側）には、エネルギーによる信号電子の分別を可能とするエネルギーフィルタ９が備えられている。エネルギーフィルタ９に印加する電圧を変化させた際の検出信号の変化から、試料６の帯電状態を推定することが可能である。

【0019】

試料６を走査する電子線２（一次電子線）のエネルギーは、電子銃１の加速電圧と電圧源（第１の電圧源）１５からステージ７に印加される電圧（リターディング電圧）で決定される。放出される二次電子１０の量は、入射される一次電子のエネルギーと関係しており、一次電子２の電子流と二次電子１０の電子流の大小関係により、試料６表面の帯電状態が変化する。試料６の帯電量は、試料６の材料特性や形状などによっても変化する。また、試料６の帯電量も、試料６の表面全体において一様ではなく、材料特性や形状などにより、試料６の表面の位置によって変化する分布を有する。

【0020】

本実施の形態の荷電粒子線装置は、プラズマを生成するプラズマ生成装置１１を備え、試料６の帯電を除去するため、プラズマ生成装置１１から生成したプラズマまたはプラズマによって生じた電子、イオンなどの荷電粒子を試料６が載置されるステージ７に向けて放出する。プラズマ生成装置１１は試料室１４側にプラズマまたは荷電粒子を試料６に導くガイド１２を備えている。ガイド１２は、金属によって構成され、プラズマや荷電粒子を移動させるための中空部が設けられている。プラズマや荷電粒子は、中空部を通り、ガイド１２の先端から放出される。

【0021】

プラズマ生成装置１１は、試料室１４の壁面に、絶縁スペーサを有する連結部材１３により取り付けられる。絶縁スペーサは、例えばセラミクスなどの絶縁材料から構成され、プラズマ生成装置１１を、試料室１４から電気的に絶縁する役割を有する。プラズマ生成装置１１が試料室１４から絶縁されていることにより、プラズマ生成装置１１の動作状態にかかわらず、試料室１４の電位を安定に維持することができる。さらに、プラズマ生成装置１１に接続される電圧源（第２の電圧源）１６によって、プラズマ生成装置１１およびガイド１２の電位は任意に制御可能とされている。なお、電圧源１６とは別に、プラズマ生成装置１１はプラズマを発生させるための高周波電源（図示せず）などを備えている。

【0022】

図２を参照して、このプラズマ生成装置１１からのプラズマＰＺによる試料６の除電動作について説明する。プラズマＰＺ中には電子と正イオンとが含まれており、通常は電気的に中性状態である。ここで、試料６が正に帯電していたとして、試料６に対してプラズマＰＺを照射すると、プラズマＰＺ中の電子により試料６の正電荷が中和される。その結果、プラズマＰＺ中の電子が減少し、プラズマＰＺ中の電荷バランスが崩れ、プラズマＰＺを介して、最終的には接地電位点まで電流が流れることで試料６が除電される。試料６が負に帯電していた場合もそれぞれの極性が逆になることによって、試料６は同様に除電される。

【0023】

ガイド１２の機能について説明する。プラズマ生成装置１１で生成されたプラズマＰＺには指向性がないので、ガイド１２がない場合、プラズマＰＺは、プラズマＰＺ自身による電界と自然拡散とにより、プラズマ生成装置１１から試料室１４内に拡散されることになる。電場などが働かなければ、プラズマＰＺは試料室１４内に拡散する。プラズマＰＺが試料６の帯電が生じさせる電界に引き寄せられることによって試料６の電荷を除去（除電）することができるものの、電子線光学系ＰＳ内には、電子線２を制御するためのコンデンサレンズ３などが配置されており、試料室１４の内部には電界の分布が存在する。このような電界の分布は、プラズマＰＺの挙動に影響を与える。コンデンサレンズ３などが与える電界の影響が大きい場合、プラズマＰＺによる除電動作に影響が生じる場合がある。また、試料６の帯電電荷が与える電界分布より大きな電位を持つ構造物があれば、プラズマＰＺ中の荷電粒子は当該構造物に引き寄せられることによって、プラズマＰＺは試料６の帯電を十分に除電することができなくなる。

【0024】

これに対し、ガイド１２を設けることによって、プラズマＰＺを試料６の近傍に導くことができる。ガイド１２は金属製であるため、ガイド１２内はその長さ方向において同電位となり、外部の電界の影響を受けることなく、試料６にプラズマＰＺを照射することができる。この結果、プラズマＰＺ中の電子または正イオンが、試料６の帯電電荷を中和することで、試料６の帯電電荷が除去される。試料６の帯電電荷は、プラズマＰＺを介してガイド１２に除電電流Ｉｒとして流れることで除電される。

【0025】

ここで、ステージ７はリターディング電圧が印加可能に構成されている。リターディング電圧は、電子線２の電子を減速させるための電圧である。電子銃１から照射された電子線２は、コンデンサレンズ３や対物レンズ５などで集束され、試料６に照射される。電子銃１から照射される電子線２の加速電圧は、分解能向上を目的に高電圧化が進んでいる。試料６へ照射される電子線２のエネルギーが大きい場合、試料６の表面から発生する二次電子１０の発生効率が悪くなり、試料６への帯電が進行する。また、試料６によっては、高エネルギーの電子が照射されるとダメージを受ける場合がある。そのため、試料６へ照射される前に電子を減速させる電圧（リタ―ディング電圧）が、ステージ７に印加される。これにより、画像の高分解能化を図りつつ、試料６へのダメージや帯電を防ぐことができる。リターディング電圧はステージ７に接続された電圧源１５によって印加される。

【0026】

図３Ａを用いて、ステージ７にリターディング電圧が印加された状態での、ガイド１２の先端から放出されたプラズマＰＺの挙動について説明する。図３Ａに示すように、プラズマ生成装置１１で生成されたプラズマＰＺはガイド１２内を通ってステージ７上の試料６の近傍に移動する。プラズマ生成装置１１からガイド１２先端までは電気的に接続されており、同電位となっているため、プラズマＰＺはステージ７の電場には影響されない。しかし、電圧源１５によりリターディング電圧が印加されているために、ガイド１２の先端とステージ７との間のギャップに等電位線ＥＰＬにより表される電位差（ポテンシャル）が発生する。このため、この電位差を超えることのできない電子は、ステージ７に到達することができず、試料６の帯電の除去に寄与することができない。

【0027】

一方、電圧源１６によりプラズマ生成装置１１及びガイド１２にステージ７と同じ電圧を印加すると、ガイド１２とステージ７とを略同電位にすることが可能となり、ガイド１２の先端付近において図３Ｂに示すような電位分布（等電位線ＥＰＬ１）が得られ、プラズマ生成装置１１及びガイド１２とステージ７との間の電位差がなくなり、プラズマＰＺをガイド１２の先端から試料６に照射し、除電を効果的に実行することが可能となる。

【0028】

このように金属製のガイド１２を用いることでリターディング電圧が印加されたステージ７に対してもプラズマを照射することができる。しかし、電圧が印加された金属製の構造物を試料の近傍に挿入することは、電子線２を制御する電子線光学系ＰＳの電場に影響を与える可能性がある。

【0029】

図４を用いて、ステージ７近傍の電場について説明する。電子線子光学系ＰＳで集束された電子線２は対物レンズ５で集束され、試料６上を走査する。電子線光学系ＰＳの各種レンズは軸対称構造を取っている。また、対物レンズ５のブースター電極５Ａ部には二次電子１０を引き上げるための電圧が印加されている。そのため、ステージ７近傍には図４に示すような等電位線ＥＰＬ２により電子を上向きに引き上げる電界が形成される。

【0030】

図５を用いて、ガイド１２をステージ７と対物レンズ５との間に挿入することによる、二次電子１０への影響を説明する。図５では、ガイド１２を電子線２が通過する対物レンズ５の開口内にガイド１２の先端が位置するように配置した例を示している。電子線光学系ＰＳで形成される電場は、電子線２の軌道を制御するレンズが光軸を中心軸とする軸対称な形状であるため、光軸に対して軸対称となる。一方、ガイド１２は試料室１４に設置されたプラズマ生成装置１１から挿入されており、光軸に対して非対称となる。このため、ガイド１２が光軸近傍まで配置されている場合、ガイド１２の先端部が形成する電界が等電位線ＥＰＬ２に影響する。すなわち、光軸に対して軸対称に形成されている電界に歪みを与える。電界の歪みは二次電子１０の軌道に影響を与え、二次電子検出器８の検出率などにも影響するため、画像の歪みなどが発生するおそれがある。

【0031】

電界の歪みを防ぐには、等電位線ＥＰＬ２にガイド１２の電界が干渉しないようにガイド１２を配置すればよい。具体的には、ガイド１２を電子線２が通過する対物レンズ５の開口を避けて、その先端が対物レンズ５とステージ７との間に位置するように配置する。ブースター電極５Ａなどによって形成される等電位線ＥＰＬ２は対物レンズ５の下磁路５Ｂがシールドとなり、ステージ７と下磁路５Ｂの間に入り込んでこない。そのため、図６で示すように、ガイド１２の先端位置を等電位線ＥＰＬ２の入り込みが少ない、下磁路５Ｂとステージ７との間に配置することで、電界歪みの発生を防ぐことが可能となる。

【0032】

さらに、図７に示すように対物レンズ５内やその他の構成部品の間から挿入してもよい。図７の例では、対物レンズ５の電極にガイド１２を通す穴を開けて、対物レンズ５とは電気的に絶縁された状態でガイド１２を配置している。この場合も、ガイド１２を金属製にすることで電場の影響を受けることなく、ステージ７近傍までプラズマまたは荷電粒子を導入することが可能になる。ガイド１２の先端は対物レンズ５の電界に影響を与えないよう、その先端は下磁路５Ｂとステージ７との間に配置されている。

【0033】

本実施例では対物レンズ５として作動距離を長くとれるアウトレンズ型対物レンズを使用した荷電粒子線装置の例を示しているが、例えばセミインレンズ型対物レンズであってもよい。この場合も、ガイド１２の先端を、電子線２が通過する対物レンズの開口を避けて配置することで、電子線光学系ＰＳに形成される電界に影響を与えることを回避できる。

【0034】

なお、本実施例では、プラズマ生成装置１１で生成したプラズマにより試料６に生じた帯電の除去を行う例を説明した。しかしながら、プラズマ生成装置１１からのプラズマは拡散の過程で電子もしくはイオンどちらかの荷電粒子のバランスが崩れる場合がある。例えば、プラズマは構造物壁面では荷電粒子の移動度の差でシースを形成するなど、荷電粒子の分布が異なる領域を形成することによって電気的中性が損なわれる場合がある。すなわち、正電荷の荷電粒子の数と負電荷の荷電粒子の数との間のバランスが崩れ、電気的中性が保たれない場合がある。それでも、電子とイオンとが試料に照射できていれば除電や帯電制御は問題なく行える。したがって、上述のように、ガイド１２とステージ７とを略同電位とするのみならず、プラズマ生成装置１１及びガイド１２とステージ７との間にあえて電位差を与えて、この電位差によりプラズマに含まれる電子または正イオンを選択的に照射して、帯電制御を行うことも可能である。

【実施例0035】

次に、図８を参照して、実施例２に係る荷電粒子線装置を説明する。なお、実施例１の荷電粒子線装置と同一の構成要素については、図１と同一の参照符号を付し、以下では重複する説明は省略する。実施例２の荷電粒子線装置は、ステージ７と対物レンズ５との間にトラップ板１７が設けられている。

【0036】

実施例１では、対物レンズ５の前述の実施の形態では、ガイド１２の先端を光軸が通過する対物レンズの開口を避けて配置することによってガイド１２とステージ７との間に形成される電場が対物レンズ５の磁路によってシールドされ、電子線光学系ＰＳの電界歪みを防ぐ構成について説明した。実施例２では試料６の浮き上がり防止のためのトラップ板を備えた荷電粒子線装置の例を示す。

【0037】

荷電粒子線装置において、静電チャックによりウェハを固定し、搬送している。電子線の照射やウェハが持ち込んだ帯電で、静電チャックから試料が浮き上がるおそれがある。このため、ステージ７と同電位となるトラップ板１７がステージ７と対向するように設けられている。ところが、試料６に帯電１８が生じると、帯電１８により電位差により、帯電量の大きさによっては絶縁破壊１９が生じるおそれがある。絶縁破壊１９の防止には、トラップ板１７と試料６との間の電位差を抑制する必要があり、試料６を除電する必要がある。

【0038】

実施例２の装置構成を図９及び図１０を用いて説明する。図９に示すようにプラズマ生成装置１１はガイド１２を介してトラップ板１７と接続されている。トラップ板１７の内部は中空構造になっており、内部空間をプラズマまたはプラズマによって生じた電子、イオンなどの荷電粒子が通過可能になっている。これにより、トラップ板１７内はプラズマ生成装置１１で生成されたプラズマや荷電粒子で満たされる。トラップ板１７のステージ７に対向する面の光軸側に設けた照射口１７Ｂから試料６に向けて吹き出されたプラズマまたは荷電粒子によって、電子線照射によって生じた帯電を除去でき、トラップ板１７との間で生じる絶縁破壊１９を防ぐことができる。また帯電範囲の縮小により二次電子へ与える影響も小さくすることが可能となる。

【0039】

図１１Ａにトラップ板１７の断面図を、図１１Ｂにトラップ板１７の下面図（ステージ７側）を示す。電子線照射後に生じた帯電１８を除去するため、電子線２の通過孔１７Ａに対して紙面右側の１か所に照射口１７Ｂを配置する例である。しかしながら、これに限られず、トラップ板１７の内部空間は一様なプラズマで満たされているため、任意の場所にプラズマの出口を設けることで、任意の位置からプラズマを試料６に向けて照射できる。例えば、図１２では通過孔１７Ａを挟んで照射口（第１の照射口）１７Ｂと照射口（第２の照射口）１７Ｃとを設けている。ステージ７が図１２に示す矢印方向に移動する場合、照射口１７Ｂと照射口１７Ｃとを移動方向に沿って設けることにより、電子線２の照射前後に試料６にプラズマを照射して除電することが可能になる。さらに、照射口を電子線２の通過孔１７Ａに対して同心円弧状とすることで、ステージ７の移動方向に依らずに、プラズマ照射が可能となる。

【0040】

また、通常、ステージ７とトラップ板１７とは同電位とされているが、プラズマ生成装置１１に接続された電圧源１６を用いることでバイアス電圧を与えたプラズマを照射することができる。また、ステージ７との電位差によりプラズマに含まれる電子またはイオンを選択的に試料６に照射して帯電制御を行ってもよい。