▶ 株式会社Ｐｈｏｔｏ ｅｌｅｃｔｒｏｎ Ｓｏｕｌの特許一覧
(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B1)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2023-01-27
(45)【発行日】2023-02-06
(54)【発明の名称】局所観察方法、プログラム、記録媒体および電子線適用装置
(51)【国際特許分類】
H01J 37/244 20060101AFI20230130BHJP
H01J 37/28 20060101ALI20230130BHJP
【ＦＩ】
H01J37/244
H01J37/28 B
【請求項の数】
15
(21)【出願番号】P 2022177548
(22)【出願日】2022-11-04
【審査請求日】2022-11-14
【早期審査対象出願】
(73)【特許権者】
【識別番号】516040121
【氏名又は名称】株式会社Ｐｈｏｔｏ ｅｌｅｃｔｒｏｎ Ｓｏｕｌ
(74)【代理人】
【識別番号】100167689
【弁理士】
【氏名又は名称】松本 征二
(72)【発明者】
【氏名】西谷智博
(72)【発明者】
【氏名】荒川裕太
【審査官】後藤 大思
(56)【参考文献】
【文献】特開２０２１－０８２４８７（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０２１－０２５９５９（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１３－２０６６４１（ＪＰ，Ａ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｈ０１Ｊ ３７／００－３７／３６
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
電子線適用装置における照射対象の局所観察方法であって、該局所観察方法は、前記照射対象の第１領域に電子ビームを照射した時に、その影響を受ける第２領域を観察する方法であり、
前記電子線適用装置は、
光源と、
前記光源から照射された励起光の受光に応じて、放出可能な電子を生成するフォトカソードと、
前記フォトカソードとの間で電界を形成することができ、形成した電界により前記放出可能な電子を引き出し、電子ビームを形成するアノードと、
前記電子ビームを照射した前記照射対象から放出された放出物を検出し、検出信号を生成する検出器と、
制御部と、
を含み、
前記局所観察方法は、前記制御部が、
前記照射対象における前記第１領域および前記第２領域の位置情報を設定する位置情報設定工程と、
前記第１領域に照射する電子ビームのパラメータを設定する第１電子ビームパラメータ設定工程と、
前記第１領域および前記第２領域の位置関係に基づき、前記第１領域に照射する第１電子ビームパラメータを有する電子ビームと、前記第２領域に照射する電子ビームの照射条件を設定する電子ビーム照射条件第１設定工程と、
前記電子ビーム照射条件第１設定工程で設定した照射条件に基づき、前記第１領域および前記第２領域に電子ビームを照射する電子ビーム照射工程と、
前記電子ビームが照射された前記第１領域と前記第２領域から放出された放出物の放出量を前記検出器で検出し、検出信号を生成する検出工程と、
を実施するように制御する
局所観察方法。
【請求項2】
前記位置情報設定工程の前に、第１領域および第２領域位置情報取得工程を含み、前記第１領域および第２領域位置情報取得工程は、
前記照射対象に電子ビームを照射する工程と、
前記電子ビームが照射された照射領域から放出された放出物の放出量を前記検出器で検出し、検出信号を生成する検出工程と、
前記検出工程で生成した検出信号を前記照射領域の位置情報と関連付けて出力する検出データ出力工程と、
を実施し、
前記検出データ出力工程で出力した前記照射領域の位置情報と関連付けられた検出データに基づき、前記位置情報設定工程が行われる
請求項１に記載の局所観察方法。
【請求項3】
前記電子線適用装置が、前記電子ビームを前記照射対象上で走査する電子ビーム偏向装置を更に含み、前記制御部が、
前記電子ビーム照射条件第１設定工程において、
前記第１領域および前記第２領域の位置関係に基づき、前記第１領域に照射する第１電子ビームパラメータを有する電子ビームの照射タイミングと、前記第２領域に照射する電子ビームの照射タイミングを設定する電子ビーム照射タイミング第１設定工程を実施し、
前記電子ビーム照射工程において、
前記電子ビーム偏向装置を制御することで、前記電子ビーム照射タイミング第１設定工程で設定したタイミングで、前記第１領域および前記第２領域に電子ビームを照射する
請求項１に記載の局所観察方法。
【請求項4】
前記電子線適用装置が、前記電子ビームを前記照射対象上で走査する電子ビーム偏向装置を更に含み、前記制御部が、
前記電子ビーム照射条件第１設定工程において、
前記第１領域および前記第２領域の位置関係に基づき、前記第１領域に照射する第１電子ビームパラメータを有する電子ビームの照射タイミングと、前記第２領域に照射する電子ビームの照射タイミングを設定する電子ビーム照射タイミング第１設定工程を実施し、
前記電子ビーム照射工程において、
前記電子ビーム偏向装置を制御することで、前記電子ビーム照射タイミング第１設定工程で設定したタイミングで、前記第１領域および前記第２領域に電子ビームを照射する
請求項２に記載の局所観察方法。
【請求項5】
前記電子ビーム照射タイミング第１設定工程が、前記第１領域および前記第２領域の位置関係に加え、
前記第１領域に電子ビームを照射した後に、前記第２領域に影響が現れる時間および影響が継続する時間に基づき、
前記第１領域に照射する第１電子ビームパラメータを有する電子ビームの照射タイミングと、前記第２領域に照射する電子ビームを照射するタイミングを設定する
請求項３に記載の局所観察方法。
【請求項6】
前記第２領域に照射する電子ビームのパラメータを設定する観察用電子ビームパラメータ設定工程を含む請求項１に記載の局所観察方法。
【請求項7】
前記第１領域に照射される電子ビームおよび前記第２領域に照射される電子ビームが、同一のフォトカソードの異なる場所から引き出される、または、
異なるフォトカソードから引き出される
請求項１に記載の局所観察方法。
【請求項8】
前記制御部が、前記電子ビーム照射条件第１設定工程において、
前記第１領域および前記第２領域の位置関係に基づき、前記第１領域に照射する第１電子ビームパラメータを有する電子ビームのサイズ及び／又は形状と、前記第２領域に照射する電子ビームのサイズ及び／又は形状とを設定する電子ビーム照射サイズ及び／又は形状第１設定工程を実施し、
前記電子ビーム照射工程において、
前記電子ビーム照射サイズ及び／又は形状第１設定工程で設定したサイズ及び／又は形状で、前記第１領域および前記第２領域に電子ビームを照射する
請求項１に記載の局所観察方法。
【請求項9】
前記制御部が、前記電子ビーム照射条件第１設定工程において、
前記第１領域および前記第２領域の位置関係に基づき、前記第１領域に照射する第１電子ビームパラメータを有する電子ビームのサイズ及び／又は形状と、前記第２領域に照射する電子ビームのサイズ及び／又は形状とを設定する電子ビーム照射サイズ及び／又は形状第１設定工程を実施し、
前記電子ビーム照射工程において、
前記電子ビーム照射サイズ及び／又は形状第１設定工程で設定したサイズ及び／又は形状で、前記第１領域および前記第２領域に電子ビームを照射する
請求項２に記載の局所観察方法。
【請求項10】
請求項１に記載の検出工程を実施後に、前記制御部が、前記第１領域に照射する電子ビームのパラメータについて、前記第１電子ビームパラメータ設定工程で設定したパラメータと異なる電子ビームパラメータを設定する第２電子ビームパラメータ設定工程と、
前記第１領域および前記第２領域の位置関係に基づき、前記第１領域に照射する第２電子ビームパラメータを有する電子ビームと、前記第２領域に照射する電子ビームの照射条件を設定する電子ビーム照射条件第２設定工程と、
前記電子ビーム照射条件第２設定工程で設定した照射条件に基づき、前記第１領域および前記第２領域に電子ビームを照射する電子ビーム照射工程と、
前記電子ビームが照射された前記第１領域と前記第２領域から放出された放出物の放出量を前記検出器で検出し、検出信号を生成する検出工程と、
を実施するように制御する
請求項１に記載の局所観察方法。
【請求項11】
前記照射対象が金属酸化膜半導体電界効果トランジスタであり、前記第１領域がゲートであり、
前記第２領域がドレインであり、
前記第１領域に電子ビームを照射することで、ソースとドレインの間に電流が流れる状態を観察する
請求項１に記載の局所観察方法。
【請求項12】
前記電子線適用装置が、走査電子顕微鏡、
電子線検査装置、
Ｘ線分析装置、
透過電子顕微鏡、または、
走査型透過電子顕微鏡、
である
請求項１に記載の局所観察方法。
【請求項13】
請求項１～１２の何れか一項に記載の各工程を前記電子線適用装置の前記制御部に実行させるためのプログラム。
【請求項14】
請求項１３に記載のプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体。
【請求項15】
光源と、前記光源から照射された励起光の受光に応じて、放出可能な電子を生成するフォトカソードと、
前記フォトカソードとの間で電界を形成することができ、形成した電界により前記放出可能な電子を引き出し、電子ビームを形成するアノードと、
前記電子ビームを照射した前記照射対象から放出された放出物を検出し、検出信号を生成する検出器と、
制御部と、
を含む、電子線適用装置であって、
前記制御部には、請求項１３に記載のプログラムが格納されている
電子線適用装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本出願における開示は、電子線適用装置を用いた照射対象の局所観察方法、電子線適用装置に局所観察方法を実施するためのプログラム、当該プログラムを記録した記録媒体および電子線適用装置に関する。
【背景技術】
【0002】
フォトカソードを搭載した電子銃、当該電子銃を含む電子顕微鏡、自由電子レーザー加速器、検査装置等の電子線適用装置が知られている。
【0003】
フォトカソードは、受光する励起光の強度に応じた電子ビームを射出することができる。当該フォトカソードの特性を利用し、フォトカソードを含む電子銃の構成部材のみで、所望の電子ビームパラメータを有する電子ビームを照射できる電子銃および当該電子銃を搭載した電子線適用装置が知られている（特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【文献】特許第６９６８４７３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
特許文献１に記載の電子銃を搭載した電子線適用装置を用いると、同一の照射対象の所望の箇所に所望の電子ビームパラメータを有する電子ビームを照射できる。したがって、照射対象である試料のチャージアップの解消や、試料の凹凸がより鮮明になる等の効果が得られる。ところで、本発明者らは、電子線適用装置を用いて照射対象を観察する際に、照射対象の凹凸等の形状以外にも、照射対象の特定の領域（第１領域）に電子ビームを照射した際にその影響を受ける第２領域を好適に観察するというニーズが発生すると想定している。
【0006】
しかしながら、特許文献１に記載の電子銃を搭載した電子線適用装置は、フォトカソードを含む電子銃の構成部材のみで、同一の照射対象の所望の箇所に所望の電子ビームパラメータを有する電子ビームを照射できることに留まる。特許文献１には、第１領域に電子ビームを照射した時に、その影響を受ける第２領域を好適に観察することは記載されていない。
【0007】
本出願は上記問題点を解決するためになされたものである。鋭意研究を行ったところ、電子線適用装置において、（１）第１領域に照射する電子ビームのパラメータ（第１電子ビームパラメータ）を設定し、（２）照射対象における第１領域および第２領域の位置情報に基づき、第１領域に照射する第１電子ビームパラメータを有する電子ビームと、第２領域に照射する電子ビームの照射条件を設定し、（３）設定した照射条件に基づき、第１領域および第２領域に電子ビームを照射し、（４）電子ビームが照射された第１領域と第２領域から放出された放出物の放出量を検出器で検出し検出信号を生成することで、照射対象の第１領域に電子ビームを照射した時に、その影響を受ける第２領域を局所的に観察できることを新たに見出した。
【0008】
すなわち、本出願における開示は、照射対象の第１領域に電子ビームを照射した時にその影響を受ける第２領域の局所観察方法、電子線適用装置に局所観察方法を実施するためのプログラム、当該プログラムを記録した記録媒体および電子線適用装置に関する。
【課題を解決するための手段】
【0009】
本出願は、以下に示す、局所観察方法、電子線適用装置に局所観察方法を実施するためのプログラム、当該プログラムを記録した記録媒体および電子線適用装置に関する。
【0010】
（１）電子線適用装置における照射対象の局所観察方法であって、
該局所観察方法は、前記照射対象の第１領域に電子ビームを照射した時に、その影響を受ける第２領域を観察する方法であり、
前記電子線適用装置は、
光源と、
前記光源から照射された励起光の受光に応じて、放出可能な電子を生成するフォトカソードと、
前記フォトカソードとの間で電界を形成することができ、形成した電界により前記放出可能な電子を引き出し、電子ビームを形成するアノードと、
前記電子ビームを照射した前記照射対象から放出された放出物を検出し、検出信号を生成する検出器と、
制御部と、
を含み、
前記局所観察方法は、前記制御部が、
前記照射対象における前記第１領域および前記第２領域の位置情報を設定する位置情報設定工程と、
前記第１領域に照射する電子ビームのパラメータを設定する第１電子ビームパラメータ設定工程と、
前記第１領域および前記第２領域の位置関係に基づき、前記第１領域に照射する第１電子ビームパラメータを有する電子ビームと、前記第２領域に照射する電子ビームの照射条件を設定する電子ビーム照射条件第１設定工程と、
前記電子ビーム照射条件第１設定工程で設定した照射条件に基づき、前記第１領域および前記第２領域に電子ビームを照射する電子ビーム照射工程と、
前記電子ビームが照射された前記第１領域と前記第２領域から放出された放出物の放出量を前記検出器で検出し、検出信号を生成する検出工程と、
を実施するように制御する
局所観察方法。
（２）前記位置情報設定工程の前に、第１領域および第２領域位置情報取得工程を含み、
前記第１領域および第２領域位置情報取得工程は、
前記照射対象に電子ビームを照射する工程と、
前記電子ビームが照射された前記照射領域から放出された放出物の放出量を前記検出器で検出し、検出信号を生成する検出工程と、
前記検出工程で生成した検出信号を前記照射領域の位置情報と関連付けて出力する検出データ出力工程と、
を実施し、
前記検出データ出力工程で出力した前記照射領域の位置情報と関連付けられた検出データに基づき、前記位置情報設定工程が行われる
上記（１）に記載の局所観察方法。
（３）前記電子線適用装置が、前記電子ビームを前記照射対象上で走査する電子ビーム偏向装置を更に含み、
前記制御部が、
前記電子ビーム照射条件第１設定工程において、
前記第１領域および前記第２領域の位置関係に基づき、前記第１領域に照射する第１電子ビームパラメータを有する電子ビームの照射タイミングと、前記第２領域に照射する電子ビームの照射タイミングを設定する電子ビーム照射タイミング第１設定工程を実施し、
前記電子ビーム照射工程において、
前記電子ビーム偏向装置を制御することで、前記電子ビーム照射タイミング第１設定工程で設定したタイミングで、前記第１領域および前記第２領域に電子ビームを照射する
上記（１）に記載の局所観察方法。
（４）前記電子線適用装置が、前記電子ビームを前記照射対象上で走査する電子ビーム偏向装置を更に含み、
前記制御部が、
前記電子ビーム照射条件第１設定工程において、
前記第１領域および前記第２領域の位置関係に基づき、前記第１領域に照射する第１電子ビームパラメータを有する電子ビームの照射タイミングと、前記第２領域に照射する電子ビームの照射タイミングを設定する電子ビーム照射タイミング第１設定工程を実施し、
前記電子ビーム照射工程において、
前記電子ビーム偏向装置を制御することで、前記電子ビーム照射タイミング第１設定工程で設定したタイミングで、前記第１領域および前記第２領域に電子ビームを照射する
上記（２）に記載の局所観察方法。
（５）前記電子ビーム照射タイミング第１設定工程が、
前記第１領域および前記第２領域の位置関係に加え、
前記第１領域に電子ビームを照射した後に、前記第２領域に影響が現れる時間および影響が継続する時間に基づき、
前記第１領域に照射する第１電子ビームパラメータを有する電子ビームの照射タイミングと、前記第２領域に照射する電子ビームを照射するタイミングを設定する
上記（３）に記載の局所観察方法。
（６）前記第２領域に照射する電子ビームのパラメータを設定する観察用電子ビームパラメータ設定工程を含む
上記（１）に記載の局所観察方法。
（７）前記第１領域に照射される電子ビームおよび前記第２領域に照射される電子ビームが、
同一のフォトカソードの異なる場所から引き出される、または、
異なるフォトカソードから引き出される
上記（１）に記載の局所観察方法。
（８）前記制御部が、
前記電子ビーム照射条件第１設定工程において、
前記第１領域および前記第２領域の位置関係に基づき、前記第１領域に照射する第１電子ビームパラメータを有する電子ビームのサイズ及び／又は形状と、前記第２領域に照射する電子ビームのサイズ及び／又は形状とを設定する電子ビーム照射サイズ及び／又は形状第１設定工程を実施し、
前記電子ビーム照射工程において、
前記電子ビーム照射サイズ及び／又は形状第１設定工程で設定したサイズ及び／又は形状で、前記第１領域および前記第２領域に電子ビームを照射する
上記（１）に記載の局所観察方法。
（９）前記制御部が、
前記電子ビーム照射条件第１設定工程において、
前記第１領域および前記第２領域の位置関係に基づき、前記第１領域に照射する第１電子ビームパラメータを有する電子ビームのサイズ及び／又は形状と、前記第２領域に照射する電子ビームのサイズ及び／又は形状とを設定する電子ビーム照射サイズ及び／又は形状第１設定工程を実施し、
前記電子ビーム照射工程において、
前記電子ビーム照射サイズ及び／又は形状第１設定工程で設定したサイズ及び／又は形状で、前記第１領域および前記第２領域に電子ビームを照射する
上記（２）に記載の局所観察方法。
（１０）上記（１）に記載の検出工程を実施後に、前記制御部が、
前記第１領域に照射する電子ビームのパラメータについて、前記第１電子ビームパラメータ設定工程で設定したパラメータと異なる電子ビームパラメータを設定する第２電子ビームパラメータ設定工程と、
前記第１領域および前記第２領域の位置関係に基づき、前記第１領域に照射する第２電子ビームパラメータを有する電子ビームと、前記第２領域に照射する電子ビームの照射条件を設定する電子ビーム照射条件第２設定工程と、
前記電子ビーム照射条件第２設定工程で設定した照射条件に基づき、前記第１領域および前記第２領域に電子ビームを照射する電子ビーム照射工程と、
前記電子ビームが照射された前記第１領域と前記第２領域から放出された放出物の放出量を前記検出器で検出し、検出信号を生成する検出工程と、
を実施するように制御する
上記（１）に記載の局所観察方法。
（１１）前記照射対象が金属酸化膜半導体電界効果トランジスタであり、
前記第１領域がゲートであり、
前記第２領域がドレインであり、
前記第１領域に電子ビームを照射することで、ソースとドレインの間に電流が流れる状態を観察する
上記（１）に記載の局所観察方法。
（１２）前記電子線適用装置が、
走査電子顕微鏡、
電子線検査装置、
Ｘ線分析装置、
透過電子顕微鏡、または、
走査型透過電子顕微鏡、
である
上記（１）に記載の局所観察方法。
（１３）上記（１）～（１２）の何れか一つに記載の各工程を前記電子線適用装置の前記制御部に実行させるためのプログラム。
（１４）上記（１３）に記載のプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体。
（１５）光源と、
前記光源から照射された励起光の受光に応じて、放出可能な電子を生成するフォトカソードと、
前記フォトカソードとの間で電界を形成することができ、形成した電界により前記放出可能な電子を引き出し、電子ビームを形成するアノードと、
前記電子ビームを照射した前記照射対象から放出された放出物を検出し、検出信号を生成する検出器と、
制御部と、
を含む、電子線適用装置であって、
前記制御部には、上記（１３）に記載のプログラムが格納されている
電子線適用装置。
該局所観察方法は、前記照射対象の第１領域に電子ビームを照射した時に、その影響を受ける第２領域を観察する方法であり、
前記電子線適用装置は、
光源と、
前記光源から照射された励起光の受光に応じて、放出可能な電子を生成するフォトカソードと、
前記フォトカソードとの間で電界を形成することができ、形成した電界により前記放出可能な電子を引き出し、電子ビームを形成するアノードと、
前記電子ビームを照射した前記照射対象から放出された放出物を検出し、検出信号を生成する検出器と、
制御部と、
を含み、
前記局所観察方法は、前記制御部が、
前記照射対象における前記第１領域および前記第２領域の位置情報を設定する位置情報設定工程と、
前記第１領域に照射する電子ビームのパラメータを設定する第１電子ビームパラメータ設定工程と、
前記第１領域および前記第２領域の位置関係に基づき、前記第１領域に照射する第１電子ビームパラメータを有する電子ビームと、前記第２領域に照射する電子ビームの照射条件を設定する電子ビーム照射条件第１設定工程と、
前記電子ビーム照射条件第１設定工程で設定した照射条件に基づき、前記第１領域および前記第２領域に電子ビームを照射する電子ビーム照射工程と、
前記電子ビームが照射された前記第１領域と前記第２領域から放出された放出物の放出量を前記検出器で検出し、検出信号を生成する検出工程と、
を実施するように制御する
局所観察方法。
（２）前記位置情報設定工程の前に、第１領域および第２領域位置情報取得工程を含み、
前記第１領域および第２領域位置情報取得工程は、
前記照射対象に電子ビームを照射する工程と、
前記電子ビームが照射された前記照射領域から放出された放出物の放出量を前記検出器で検出し、検出信号を生成する検出工程と、
前記検出工程で生成した検出信号を前記照射領域の位置情報と関連付けて出力する検出データ出力工程と、
を実施し、
前記検出データ出力工程で出力した前記照射領域の位置情報と関連付けられた検出データに基づき、前記位置情報設定工程が行われる
上記（１）に記載の局所観察方法。
（３）前記電子線適用装置が、前記電子ビームを前記照射対象上で走査する電子ビーム偏向装置を更に含み、
前記制御部が、
前記電子ビーム照射条件第１設定工程において、
前記第１領域および前記第２領域の位置関係に基づき、前記第１領域に照射する第１電子ビームパラメータを有する電子ビームの照射タイミングと、前記第２領域に照射する電子ビームの照射タイミングを設定する電子ビーム照射タイミング第１設定工程を実施し、
前記電子ビーム照射工程において、
前記電子ビーム偏向装置を制御することで、前記電子ビーム照射タイミング第１設定工程で設定したタイミングで、前記第１領域および前記第２領域に電子ビームを照射する
上記（１）に記載の局所観察方法。
（４）前記電子線適用装置が、前記電子ビームを前記照射対象上で走査する電子ビーム偏向装置を更に含み、
前記制御部が、
前記電子ビーム照射条件第１設定工程において、
前記第１領域および前記第２領域の位置関係に基づき、前記第１領域に照射する第１電子ビームパラメータを有する電子ビームの照射タイミングと、前記第２領域に照射する電子ビームの照射タイミングを設定する電子ビーム照射タイミング第１設定工程を実施し、
前記電子ビーム照射工程において、
前記電子ビーム偏向装置を制御することで、前記電子ビーム照射タイミング第１設定工程で設定したタイミングで、前記第１領域および前記第２領域に電子ビームを照射する
上記（２）に記載の局所観察方法。
（５）前記電子ビーム照射タイミング第１設定工程が、
前記第１領域および前記第２領域の位置関係に加え、
前記第１領域に電子ビームを照射した後に、前記第２領域に影響が現れる時間および影響が継続する時間に基づき、
前記第１領域に照射する第１電子ビームパラメータを有する電子ビームの照射タイミングと、前記第２領域に照射する電子ビームを照射するタイミングを設定する
上記（３）に記載の局所観察方法。
（６）前記第２領域に照射する電子ビームのパラメータを設定する観察用電子ビームパラメータ設定工程を含む
上記（１）に記載の局所観察方法。
（７）前記第１領域に照射される電子ビームおよび前記第２領域に照射される電子ビームが、
同一のフォトカソードの異なる場所から引き出される、または、
異なるフォトカソードから引き出される
上記（１）に記載の局所観察方法。
（８）前記制御部が、
前記電子ビーム照射条件第１設定工程において、
前記第１領域および前記第２領域の位置関係に基づき、前記第１領域に照射する第１電子ビームパラメータを有する電子ビームのサイズ及び／又は形状と、前記第２領域に照射する電子ビームのサイズ及び／又は形状とを設定する電子ビーム照射サイズ及び／又は形状第１設定工程を実施し、
前記電子ビーム照射工程において、
前記電子ビーム照射サイズ及び／又は形状第１設定工程で設定したサイズ及び／又は形状で、前記第１領域および前記第２領域に電子ビームを照射する
上記（１）に記載の局所観察方法。
（９）前記制御部が、
前記電子ビーム照射条件第１設定工程において、
前記第１領域および前記第２領域の位置関係に基づき、前記第１領域に照射する第１電子ビームパラメータを有する電子ビームのサイズ及び／又は形状と、前記第２領域に照射する電子ビームのサイズ及び／又は形状とを設定する電子ビーム照射サイズ及び／又は形状第１設定工程を実施し、
前記電子ビーム照射工程において、
前記電子ビーム照射サイズ及び／又は形状第１設定工程で設定したサイズ及び／又は形状で、前記第１領域および前記第２領域に電子ビームを照射する
上記（２）に記載の局所観察方法。
（１０）上記（１）に記載の検出工程を実施後に、前記制御部が、
前記第１領域に照射する電子ビームのパラメータについて、前記第１電子ビームパラメータ設定工程で設定したパラメータと異なる電子ビームパラメータを設定する第２電子ビームパラメータ設定工程と、
前記第１領域および前記第２領域の位置関係に基づき、前記第１領域に照射する第２電子ビームパラメータを有する電子ビームと、前記第２領域に照射する電子ビームの照射条件を設定する電子ビーム照射条件第２設定工程と、
前記電子ビーム照射条件第２設定工程で設定した照射条件に基づき、前記第１領域および前記第２領域に電子ビームを照射する電子ビーム照射工程と、
前記電子ビームが照射された前記第１領域と前記第２領域から放出された放出物の放出量を前記検出器で検出し、検出信号を生成する検出工程と、
を実施するように制御する
上記（１）に記載の局所観察方法。
（１１）前記照射対象が金属酸化膜半導体電界効果トランジスタであり、
前記第１領域がゲートであり、
前記第２領域がドレインであり、
前記第１領域に電子ビームを照射することで、ソースとドレインの間に電流が流れる状態を観察する
上記（１）に記載の局所観察方法。
（１２）前記電子線適用装置が、
走査電子顕微鏡、
電子線検査装置、
Ｘ線分析装置、
透過電子顕微鏡、または、
走査型透過電子顕微鏡、
である
上記（１）に記載の局所観察方法。
（１３）上記（１）～（１２）の何れか一つに記載の各工程を前記電子線適用装置の前記制御部に実行させるためのプログラム。
（１４）上記（１３）に記載のプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体。
（１５）光源と、
前記光源から照射された励起光の受光に応じて、放出可能な電子を生成するフォトカソードと、
前記フォトカソードとの間で電界を形成することができ、形成した電界により前記放出可能な電子を引き出し、電子ビームを形成するアノードと、
前記電子ビームを照射した前記照射対象から放出された放出物を検出し、検出信号を生成する検出器と、
制御部と、
を含む、電子線適用装置であって、
前記制御部には、上記（１３）に記載のプログラムが格納されている
電子線適用装置。
【発明の効果】
【0011】
本出願で開示する電子線適用装置を用いた局所観察方法は、照射対象の第１領域に電子ビームを照射した時に、その影響を受ける第２領域を観察できる。
【図面の簡単な説明】
【0012】
【発明を実施するための形態】
【0013】
以下、図面を参照しつつ、局所観察方法、電子線適用装置に局所観察方法を実施するためのプログラム、当該プログラムを記録した記録媒体および電子線適用装置について詳しく説明する。なお、本明細書において、同種の機能を有する部材には、同一または類似の符号が付されている。そして、同一または類似の符号の付された部材について、繰り返しとなる説明が省略される場合がある。
【0014】
また、図面において示す各構成の位置、大きさ、範囲などは、理解を容易とするため、実際の位置、大きさ、範囲などを表していない場合がある。このため、本出願における開示は、必ずしも、図面に開示された位置、大きさ、範囲などに限定されない。
【0015】
（電子線適用装置の第１の実施形態および局所観察方法の第１の実施形態）
図１～図４を参照して、第１の実施形態に係る電子線適用装置１および第１の実施形態に係る局所観察方法について説明する。図１は、第１の実施形態に係る電子線適用装置１を模式的に示す図である。図２は局所観察方法の概略を説明するための図で、照射対象Ｓをフォトカソード３側から見た図である。図３は、局所観察方法のフローチャートである。図４は、設定した電子ビームパラメータとするための制御部６の制御例の概略を説明するための図である。
図１～図４を参照して、第１の実施形態に係る電子線適用装置１および第１の実施形態に係る局所観察方法について説明する。図１は、第１の実施形態に係る電子線適用装置１を模式的に示す図である。図２は局所観察方法の概略を説明するための図で、照射対象Ｓをフォトカソード３側から見た図である。図３は、局所観察方法のフローチャートである。図４は、設定した電子ビームパラメータとするための制御部６の制御例の概略を説明するための図である。
【0016】
図１に示す第１の実施形態に係る電子線適用装置１は、光源２と、フォトカソード３と、アノード４と、検出器５と、制御部６と、電子ビーム偏向装置８と、を少なくとも含んでいる。なお、図１には、電子線適用装置１が電子銃部分１ａと相手側装置１ｂ（電子線適用装置１から電子銃部分１ａを除いた部分）に分けて形成した例が示されている。代替的に、電子線適用装置１は一体的に形成されてもよい。また、電子線適用装置１は、任意付加的に、フォトカソード３とアノード４との間に電界を発生させるための電源７を設けてもよい。更に、図示は省略するが、電子線適用装置１の種類に応じた公知の構成部材を含んでもよい。なお、第１の実施形態では電子ビーム偏向装置８は必須の発明特定事項であるが、後述する第３の実施形態では、電子ビーム偏向装置８は必須の発明特定事項ではない。
【0017】
光源２は、フォトカソード３に励起光Ｌを照射することで、電子ビームＢを射出できるものであれば特に制限はない。光源２は、例えば、高出力（ワット級）、高周波数（数百ＭＨｚ）、超短パルスレーザー光源、比較的安価なレーザーダイオード、ＬＥＤ等があげられる。照射する励起光Ｌは、パルス光、連続光のいずれでもよく、目的に応じて適宜調整すればよい。なお、図１に示す例では、光源２が、真空チャンバーＣＢ外に配置され励起光Ｌが、フォトカソード３の第１面（アノード４側の面）側に照射されている。代替的に、光源２を真空チャンバーＣＢ内に配置してもよい。また、励起光Ｌは、フォトカソード３の第２面（アノード４とは反対側の面）側に照射されてもよい。
【0018】
フォトカソード３は、光源２から照射される励起光Ｌの受光に応じて、放出可能な電子を生成する。フォトカソード３が励起光Ｌの受光に応じて放出可能な電子を生成する原理は公知である（例えば、特許第５８０８０２１号公報等を参照）。
【0019】
フォトカソード３は、石英ガラスやサファイアガラス等の基板と、基板の第１面（アノード４側の面）に接着したフォトカソード膜（図示は省略）で形成されている。フォトカソード膜を形成するためのフォトカソード材料は、励起光を照射することで放出可能な電子を生成できれば特に制限はなく、ＥＡ表面処理が必要な材料、ＥＡ表面処理が不要な材料等が挙げられる。ＥＡ表面処理が必要な材料としては、例えば、ＩＩＩ－Ｖ族半導体材料、ＩＩ－ＶＩ族半導体材料が挙げられる。具体的には、ＡｌＮ、Ｃｅ２Ｔｅ、ＧａＮ、１種類以上のアルカリ金属とＳｂの化合物、ＡｌＡｓ、ＧａＰ、ＧａＡｓ、ＧａＳｂ、ＩｎＡｓ等およびそれらの混晶等が挙げられる。その他の例としては金属が挙げられ、具体的には、Ｍｇ、Ｃｕ、Ｎｂ、ＬａＢ６、ＳｅＢ６、Ａｇ等が挙げられる。前記フォトカソード材料をＥＡ表面処理することでフォトカソード３を作製することができ、該フォトカソード３は、半導体のギャップエネルギーに応じた近紫外－赤外波長領域で励起光の選択が可能となるのみでなく、電子ビームの用途に応じた電子ビーム源性能（量子収量、耐久性、単色性、時間応答性、スピン偏極度）が半導体の材料や構造の選択により可能となる。
【0020】
また、ＥＡ表面処理が不要な材料としては、例えば、Ｃｕ、Ｍｇ、Ｓｍ、Ｔｂ、Ｙ等の金属単体、或いは、合金、金属化合物、又は、ダイアモンド、ＷＢａＯ、Ｃｓ２Ｔｅ等が挙げられる。ＥＡ表面処理が不要であるフォトカソードは、公知の方法（例えば、特許第３５３７７７９号等を参照）で作製すればよい。特許第３５３７７７９号に記載の内容は参照によりその全体が本明細書に含まれる。
【0021】
なお、本明細書中における「フォトカソード」と「カソード」との記載に関し、電子ビームを射出するという意味で記載する場合には「フォトカソード」と記載し、「アノード」の対極との意味で記載する場合には「カソード」と記載することがあるが、符号に関しては、「フォトカソード」および「カソード」のいずれの場合でも３を用いる。
【0022】
アノード４は、カソード３と電界を形成できるものであれば特に制限はなく、電子銃の分野において一般的に用いられているアノード４を使用すればよい。カソード３とアノード４との間で電界を形成することで、励起光Ｌの照射によりフォトカソード３に生成した放出可能な電子を引き出し、電子ビームＢを形成する。
【0023】
図１には、カソード３とアノード４との間に電界を形成するため、電源７をカソード３に接続した例が示されているが、カソード３とアノード４との間に電位差が生じれば電源７の配置に特に制限はない。
【0024】
検出器５は、電子ビームＢを照射した照射対象Ｓから放出された放出物ＳＢの放出量を検出する。放出物ＳＢは、電子ビームＢを照射することで照射対象Ｓから発せられる信号を意味し、例えば、二次電子、反射電子、特性Ｘ線、オージェ電子、カソードルミネセンス、透過電子等が挙げられる。検出器５は、これらの放出物ＳＢの放出を検出できるものであれば特に制限はなく、公知の検出器・検出方法を用いればよい。
【0025】
制御部６は、プロセッサ（ＣＰＵ）、あるいは、ＣＰＵを搭載した汎用コンピュータ等が挙げられる。
【0026】
電子ビーム偏向装置８は、形成した電子ビームＢを照射対象Ｓ上で走査する。電子ビーム偏向装置８は、電子ビームＢの進行方向と交差する方向の電界を生成する偏向用電極等、公知の装置を用いればよい。
【0027】
次に、図２および図３を参照し、本出願で開示する局所観察方法（換言すると、電子線適用装置１が具備する制御部６の制御内容およびプログラム内容）について説明する。図２は照射対象Ｓをフォトカソード３側から見た図である。図３は、局所観察方法のフローチャートである。
【0028】
局所観察方法は、位置情報設定工程（ＳＴ１）と、第１電子ビームパラメータ設定工程（ＳＴ２）と、電子ビーム照射条件第１設定工程（ＳＴ３）と、電子ビーム照射工程（ＳＴ４）と、検出工程（ＳＴ５）と、を含む。
【0029】
位置情報設定工程（ＳＴ１）は、照射対象Ｓにおける第１領域Ｒ１および第２領域Ｒ２の位置情報を設定する。第１領域Ｒ１は電子ビームＢを照射、換言すると、第１領域Ｒ１に電荷を注入した際に、他の領域（第２領域）に影響を与える領域である。そして、第２領域Ｒ２は、第１領域Ｒ１に電子ビームＢが照射されることにより、何らかの影響を受ける領域である。第１領域Ｒ１と第２領域Ｒ２は、上記のとおり、電子ビームＢが照射されることで何らかの影響を受けるものであれば特に制限はない。限定されるものではないが、例えば、第１領域と第２領域に該当する照射対象（試料）Ｓとしては、金属酸化膜半導体電界効果トランジスタ（Ｍｅｔａｌ Ｏｘｉｄｅ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ Ｆｉｅｌｄ Ｅｆｆｅｃｔ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ；ＭＯＳＦＥＴ）、太陽電池、全固体電池、有機ＥＬ素子、チューブリン、シナプス等が挙げられる。
【0030】
ＭＯＳＦＥＴの場合、第１領域Ｒ１はゲート、第２領域Ｒ２はドレインが例示できる。例えばｎＭＯＳであれば、第１領域Ｒ１であるゲートに電子ビームＢを照射すると、ソースからドレインへキャリアである電子が移動する。一方、ゲートに照射する電子ビームＢの電子ビームパラメータを弱く設定（或いは電子ビームの照射をＯＦＦ）すると、ソースからドレインに電子が移動しなくなり、第２領域Ｒ２であるドレインのＳＥＭ像は暗くなる。詳しくは後述する実施例で説明するが、ｎＭＯＳの場合、ゲート（第１領域Ｒ１）に照射する電子ビームＢの強さ、換言すると、注入する電荷量を変えることで、ソースからドレインへ電子が移動する状態をドレインの明るさとして観察できる。なお、本明細書において「電子が移動する状態」すなわち「電流が流れる状態」と記載した場合、電流の流れ有り（ｏｎ）、電流の流れ無し（ｏｆｆ）に加え、流れる電流の量の変化も意味する。なお、ｐＭＯＳの場合はキャリアが正孔となり、電流は正孔によって運ばれる。
【0031】
太陽電池、全固体電池、有機ＥＬ素子は、電荷の蓄積により電子、ホール、イオン等が移動するデバイスである。上記のとおり、本出願で開示する局所観察方法は、第１領域Ｒ１に電子ビームＢを照射することで、第２領域Ｒ２から放出される放出物の放出量が変わるものであればよい。太陽電池、全固体電池、有機ＥＬ素子の場合は、電荷の蓄積により電子、ホール、イオン等の移動の起点となる箇所を第１領域Ｒ１とし、電子、ホール、イオン等の移動先を第２領域Ｒ２とすればよい。
【0032】
微小管は細胞内で細胞骨格をなすタンパク質構造体であり、温度によって構造が変わることが知られている。例えば、微小管周辺の任意の箇所に電子ビームＢを照射すると、電子ビームＢのエネルギーにより当該箇所の温度が上昇することに伴い微小管が加熱される。したがって、微小管周辺の任意の箇所を第１領域Ｒ１として電子ビームＢを照射し、チューブリンのその他の箇所を第２領域Ｒ２として微小管の重合/脱重合反応を観察すればよい。
【0033】
シナプスは、神経細胞間あるいは筋繊維（筋線維）、神経細胞と他種細胞間に形成される、シグナル伝達などの神経活動に関わる接合部位とその構造である。シナプスの場合、例えばシグナルを伝える方の細胞であるシナプス前細胞を第１領域Ｒ１とし、シグナルを伝えられる方の細胞であるシナプス後細胞を第２領域Ｒ２とすればよい。第１領域Ｒ１に電子ビームＢを照射することで細胞膜電位、イオンチャンネルが局所的に影響を受けることから、第２領域Ｒ２から放出される放出物の量の変化を観察すればよい。
【0034】
なお、上記のＭＯＳＦＥＴ、太陽電池、全固体電池、有機ＥＬ素子、チューブリン、シナプスは、本出願の局所観察方法の単なる例示である。後述する通り、本出願で開示する局所観察方法は、電子ビームＢが照射された第１領域Ｒ１と第２領域Ｒ２から放出された放出物の放出量を検出するが、検出する放出物としては、例えば、二次電子、反射電子、特性Ｘ線、オージェ電子、カソードルミネセンス、透過電子等が挙げられる。したがって、本明細書において「照射対象の第１領域に電子ビームを照射した時に、その影響を受ける第２領域を観察する」と記載した場合、影響を受けるとは、照射対象Ｓの第１領域Ｒ１に電子ビームＢを照射することで、検出器５で検出する第２領域Ｒ２から放出される放出物の放出量（例えば、二次電子、反射電子、特性Ｘ線、オージェ電子、カソードルミネセンス、透過電子等）が変化することを意味する。
【0035】
なお、図２に示す例では、第２領域Ｒ２は一つであるが、上記のとおり第２領域Ｒ２は、第１領域Ｒ１に電子ビームＢを照射することでその影響を受ける領域であれば、領域の数および／または形状に制限はない。例えば、一つの第１領域Ｒ１に対して、２つ、３つ、４つ、５つ以上の第２領域Ｒ２があってもよい。また、形状に関して、例えば、照射対象Ｓが平面状の場合、第２領域Ｒ２は第１領域Ｒ１を中心にドーナッツ状に形成されてもよいし、ＭＯＳＦＥＴのように構造的に第１領域Ｒ１と第２領域Ｒ２の場所が決まっている場合は、当該構造にしたがった形状となる。また図示は省略するが、一つの第２領域Ｒ２に対して、２つ、３つ、４つ、５つ以上の第１領域Ｒ１があってもよい。例えば、回路を含むデバイスにおいて、回路の２つ以上の箇所（第１領域Ｒ１）に電子ビームＢを照射した場合に回路の通電が確認できる箇所が第２領域Ｒ２として考えられる。
【0036】
位置情報設定工程（ＳＴ１）では、照射対象Ｓの局所観察する領域が、例えば、ＭＯＳＦＥＴ等の予め照射対象Ｓにおける第１領域Ｒ１および第２領域Ｒ２の位置が設計上決まっている場合は、当該位置情報に基づき第１領域Ｒ１および第２領域Ｒ２の位置情報を設定すればよい。また、後述する通り、第１領域Ｒ１と第２領域Ｒ２の位置情報が決まっていない場合は、位置情報設定工程（ＳＴ１）の前に照射対象Ｓをスキャンすることで検出データを出力し、当該検出データに基づき第１領域Ｒ１および第２領域Ｒ２の位置情報を設定すればよい。
【0037】
第１電子ビームパラメータ設定工程（ＳＴ２）では、第１領域Ｒ１に照射する電子ビームのパラメータを設定する。電子ビームパラメータは、観察目的に応じて適宜設定すればよい。限定されるものではないが、電子ビームパラメータとしては、例えば、第１領域Ｒ１に照射する電子ビームの強さ（強さには０を含む。）、電子ビームの加速エネルギーの大きさ、電子ビームのサイズ、電子ビームの形状、電子ビームの射出時間および電子ビームのエミッタンス等が挙げられる。
【0038】
図４を参照して、制御部６が設定したパラメータに基づく制御例について説明する。なお、以下の説明は制御の一例である。本出願で開示する技術思想の範囲内であればその他の制御であってもよい。また、図面の複雑化を避けるため、制御部６からの回路や構成要素の記載の一部が省略される場合もある。
【0039】
先ず、設定するパラメータが電子ビームＢの強さの場合の制御について説明する。なお、本明細書において「電子ビームの強さ」とは、照射される電子ビームＢに含まれる電子量（電流値）の大小を意味する。電子ビームＢの強さは、フォトカソード３に照射される励起光Ｌの光量に依存する。したがって、パラメータとして電子ビームＢの強さを設定した場合、制御部６は設定した電子ビームＢの強さとなるように、フォトカソード３に照射される励起光Ｌの光量を制御すればよい。図１に示す例では、制御部６は光源２の光量を制御している。代替的に、光源２とフォトカソード３との間に液晶シャッター等の光量調整装置６１を設け、光源２の光量は一定とし、液晶シャッターの制御によりフォトカソード３に到達する光量を制御してもよい。
【0040】
電子ビームＢの加速エネルギーの大きさは、カソード３とアノード４との間の電界強度を変化することで制御できる。カソード３とアノード４との電圧差が大きくなるほど、加速エネルギーが大きくなる。したがって、パラメータとして電子ビームＢの加速エネルギーの大きさを設定した場合、制御部６は設定した電子ビームＢの加速エネルギーの強さとなるように、電源７の電圧を制御すればよい。
【0041】
電子ビームＢのサイズは、フォトカソード３に照射する励起光Ｌのサイズを変化することで制御できる。励起光Ｌのサイズが大きくなるほど、電子ビームＢのサイズも大きくなる。したがって、パラメータとして電子ビームＢのサイズを設定した場合、制御部６は設定した電子ビームＢのサイズとなるように、レンズや液晶シャッター等の励起光サイズ調整装置６２を制御すればよい。代替的に、或いは、任意付加的に、射出した電子ビームＢの光軸上に電磁レンズやアパーチャ等の電子ビームサイズ調整装置６３を設け、制御部６が電子ビームサイズ調整装置６３を制御してもよい。更に代替的に、或いは、任意付加的に、カソード３とアノード４との間に中間電極６４を形成してもよい。制御部６が、（１）電源７を制御することでカソード３と中間電極６４とアノード４との間の電位差を調整、或いは、（２）中間電極６４を移動制御することでカソード３と中間電極６４とアノード４との相対的位置関係を調整、することで相手側装置１ｂに到達する際の電子ビームＢの焦点位置を調整、換言すると、対象領域Ｒに到達する際の電子ビームＢのサイズを制御できる。なお、中間電極６４の構成、制御方法および焦点位置を制御できる原理は、特許第６４６６０２０号公報に詳しく記載されている。特許第６４６６０２０号公報に記載事項は、参照により本出願に含まれる。
【0042】
電子ビームＢの形状は、射出した電子ビームＢの光軸上に電磁レンズやアパーチャ等の電子ビーム形状調整装置６５を設けることで制御できる。したがって、パラメータとして電子ビームＢの形状を設定した場合、制御部６は設定した電子ビームＢの形状となるように、電子ビーム形状調整装置６５を制御すればよい。代替的に、レンズや液晶シャッター等の励起光サイズ調整装置６２と同様の装置を用い、フォトカソード３に照射する励起光Ｌの形状を調整することで、電子ビームＢの形状を制御してもよい。
【0043】
電子ビームＢの射出時間は、光源２が射出する励起光Ｌの射出時間により制御できる。したがって、パラメータとして電子ビームＢの射出時間を設定した場合、制御部６は設定した電子ビームＢの射出時間となるように、光源２のＯＮ－ＯＦＦ制御をすればよい。代替的に、図示は省略するが、光源２とフォトカソード３との間にシャッターを設け、制御部６がシャッターを制御することで、電子ビームＢの射出時間を制御してもよい。
【0044】
電子ビームＢのエミッタンスは、光源２が射出する励起光Ｌの波長により制御できる。したがって、パラメータとして電子ビームＢのエミッタンスを設定した場合、制御部６は設定した電子ビームＢのエミッタンスとなるように、励起光Ｌの波長を制御すればよい。図示は省略するが、光源２とフォトカソード３との間に公知の波長可変フィルタを設け、制御部６で波長可変フィルタを制御すればよい。
【0045】
上記例示した電子ビームパラメータは、一つ以上を組み合わせて設定してもよい。
【0046】
電子ビーム照射条件第１設定工程（ＳＴ３）は、第１領域Ｒ１および第２領域Ｒ２の位置関係に基づき、第１領域Ｒ１に照射する第１電子ビームパラメータを有する電子ビームＢと、第２領域Ｒ２に照射する電子ビームＢの照射条件を設定する。第１の実施形態では、図２に示すように、電子ビームＢは、電子ビーム偏向装置８により照射領域Ｒをライン状に走査されるが、走査するスピードは電子ビーム偏向装置８により調整することができる。したがって、第１領域Ｒ１と第２領域Ｒ２の位置関係が通常の電子ビームＢの走査スピードで到達する位置関係より離れている場合は、電子ビームＢの走査スピードを速くすればよい。逆に、第１領域Ｒ１と第２領域Ｒ２の位置関係が通常の電子ビームＢの走査スピードで到達する位置関係より近い場合は、電子ビームＢの走査スピードを遅くすればよい。換言すると、第１の実施形態における電子ビーム照射条件第１設定工程（ＳＴ３）は、第１領域Ｒ１および第２領域Ｒ２の位置関係に基づき、第１領域Ｒ１に照射する第１電子ビームパラメータを有する電子ビームの照射タイミングと、第２領域Ｒ２に照射する電子ビームの照射タイミングを設定する（以下、「電子ビーム照射タイミング第１設定工程」と記載することがある）。なお、第１領域Ｒ１と第２領域Ｒ２の位置関係が通常の電子ビームＢの走査スピードで到達できる場合は、通常の走査スピードで電子ビームＢを走査すればよい。第１の実施形態における電子ビーム照射条件第１設定工程（電子ビーム照射タイミング第１設定工程）（ＳＴ３）は、第１領域Ｒ１および第２領域Ｒ２の位置関係に基づき、第１領域Ｒ１に照射する第１電子ビームパラメータを有する電子ビームＢの照射タイミングと、第２領域Ｒ２に照射する電子ビームＢの照射タイミングを設定すればよく、設定した結果が通常の電子ビームＢの走査スピードと同じになることを包含する。
【0047】
電子ビーム照射工程（ＳＴ４）は、電子ビーム照射条件第１設定工程（ＳＴ３）で設定したタイミングに基づき、制御部６が電子ビーム偏向装置８を制御することで、第１領域Ｒ１および第２領域Ｒ２に電子ビームＢを照射すればよい。
【0048】
検出工程（ＳＴ５）は、電子ビームＢが照射された第１領域Ｒ１と第２領域Ｒ２から放出された放出物の放出量を検出器５で検出し、検出信号を生成する。なお、本出願の開示では、第１領域Ｒ１および第２領域Ｒ２に特に着目して、電子ビームＢのパラメータや照射タイミングについて説明しているが、勿論、第１領域Ｒ１および第２領域Ｒ２以外のその他の領域に対しても電子ビームＢを照射し、放出物の検出を行ってもよい。
【0049】
第１の実施形態に係る電子線適用装置１および局所観察方法により、以下の効果を奏する。
（１）照射対象Ｓの第１領域Ｒ１に電子ビームＢを照射した時に、その影響を受ける第２領域Ｒ２を観察できる。
（２）ＭＯＳＦＥＴ等の微細な構成部品を集積したＩＣの検査は、ＭＯＳＦＥＴ等の個々の微細な構成部品が正しく機能しているのか局所的に観察することは難しい。そのため、従来のＩＣの検査は、製造したＩＣ自体が正しく機能するか否か、或いは、プローブテスタのプローブを接触できる程度に製造した段階で動作確認を行っている。一方、本出願で開示する電子線適用装置および局所観察方法を用いることで、製造途中の各段階で、個々の微細な構成部品の動作確認を局所的に観察（検査）することができる。したがって、製造工程の各段階で不具合等が発生した場合でも、その原因を究明することができる。
（３）プローブテスタを用いてＩＣ等の検査対象の検査をする場合、プローブを検査対象に接触する必要がある。そのため、プローブの接触により検査対象に損傷を与える場合がある。一方、本出願で開示する電子線適用装置および局所観察方法は、検査対象への物理的接触を伴わない観察（検査）をできることから、検査対象を損傷する恐れが少なくなる。
（１）照射対象Ｓの第１領域Ｒ１に電子ビームＢを照射した時に、その影響を受ける第２領域Ｒ２を観察できる。
（２）ＭＯＳＦＥＴ等の微細な構成部品を集積したＩＣの検査は、ＭＯＳＦＥＴ等の個々の微細な構成部品が正しく機能しているのか局所的に観察することは難しい。そのため、従来のＩＣの検査は、製造したＩＣ自体が正しく機能するか否か、或いは、プローブテスタのプローブを接触できる程度に製造した段階で動作確認を行っている。一方、本出願で開示する電子線適用装置および局所観察方法を用いることで、製造途中の各段階で、個々の微細な構成部品の動作確認を局所的に観察（検査）することができる。したがって、製造工程の各段階で不具合等が発生した場合でも、その原因を究明することができる。
（３）プローブテスタを用いてＩＣ等の検査対象の検査をする場合、プローブを検査対象に接触する必要がある。そのため、プローブの接触により検査対象に損傷を与える場合がある。一方、本出願で開示する電子線適用装置および局所観察方法は、検査対象への物理的接触を伴わない観察（検査）をできることから、検査対象を損傷する恐れが少なくなる。
【0050】
（電子線適用装置の第２の実施形態および局所観察方法の第２の実施形態）
図１～図６を参照し、第２の実施形態に係る電子線適用装置１Ａおよび局所観察方法について説明する。図５は、第２の実施形態に係る電子線適用装置１Ａのフォトカソード３部分を拡大した図である。図６は、照射対象Ｓをフォトカソード３側から見た図である。
図１～図６を参照し、第２の実施形態に係る電子線適用装置１Ａおよび局所観察方法について説明する。図５は、第２の実施形態に係る電子線適用装置１Ａのフォトカソード３部分を拡大した図である。図６は、照射対象Ｓをフォトカソード３側から見た図である。
【0051】
第２の実施形態に係る電子線適用装置１Ａは、フォトカソード３から２以上の電子ビームＢが引き出されるように、フォトカソード３の異なる２以上の場所に光源からの励起光Ｌが照射される点で第１の実施形態に係る電子線適用装置１と異なり、その他の点は第１の実施形態に係る電子線適用装置１と同じである。したがって、第２の実施形態では、第１の実施形態と異なる点を中心に説明し、第１の実施形態において説明済みの事項についての繰り返しとなる説明は省略する。よって、第２の実施形態において明示的に説明されなかったとしても、第２の実施形態において、第１の実施形態で説明済みの事項を採用可能であることは言うまでもない。
【0052】
フォトカソード３の異なる２以上の場所に光源２からの励起光Ｌを照射するためには、図示は省略するが、光源２を複数設ければよい。或いは、単一の光源２からスプリッタ、空間光位相変調器等の励起光分割装置を用いて励起光Ｌを２以上に分割してフォトカソード３に照射をしてもよい。なお、フォトカソード３の異なる２以上の場所から電子ビームＢを引き出す場合、一つの検出器５で放出物ＳＢの放出量を検出する場合は、第１領域Ｒ１と第２領域Ｒ２に電子ビームＢを照射するタイミングをずらせばよい。また、第１領域Ｒ１と第２領域Ｒ２に同じタイミングで電子ビームＢを照射する場合は、同時に照射する電子ビームＢの数に応じて検出器５を設ければよい。なお、図示は省略するが、フォトカソード３を２つ以上設け、異なるフォトカソード３から、それぞれ電子ビームＢを引き出してもよい。
【0053】
第２の実施形態に係る局所観察方法において、位置情報設定工程（ＳＴ１）および第１電子ビームパラメータ設定工程（ＳＴ２）は、第１の実施形態と同様に実施をすればよい。電子ビーム照射条件第１設定工程（ＳＴ３）は、第１領域Ｒ１と第２領域Ｒ２の位置関係に加え、フォトカソード３から引き出される電子ビームＢの数に基づき、第１領域Ｒ１に照射する第１電子ビームパラメータを有する電子ビームの照射タイミングと、第２領域Ｒ２に照射する電子ビームの照射タイミングを設定すればよい。なお、第１領域Ｒ１及び／又は第２領域Ｒ２が２つ以上ある場合、引き出される任意の電子ビームＢは、第１領域Ｒ１または第２領域Ｒ２の一方のみを照射するように設定してもよいし、第１領域Ｒ１および第２領域Ｒ２の両方に照射するように設定してもよい。また、第２の実施形態では、１つの電子ビーム偏向装置８で２つ以上の電子ビームＢを偏向しながら走査してもよいし、引き出される電子ビームＢの数に応じて複数の電子ビーム偏向装置８を設けてもよい。第２の実施形態に係る電子ビーム照射条件第１設定工程（ＳＴ３）は、電子ビーム偏向装置８の数も考慮し、第１領域Ｒ１および第２領域Ｒ２に照射する電子ビームＢの照射タイミングを設定してもよい。
【0054】
電子ビーム照射工程（ＳＴ４）は、電子ビーム照射条件第１設定工程（ＳＴ３）で設定したタイミングに基づき、制御部６が１つまたは２つ以上の電子ビーム偏向装置８を制御することで、第１領域Ｒ１および第２領域Ｒ２に電子ビームＢを照射すればよい。
【0055】
第２の実施形態に係る電子線適用装置１Ａおよび局所観察方法は、複数の電子ビームＢを照射対象に照射できる。したがって、第１の実施形態に係る電子線適用装置１および局所観察方法が奏する効果に加え、以下の効果を奏する。
（１）第１の実施形態に係る電子線適用装置１および局所観察方法では、電子ビーム偏向装置８の走査スピードを調整することで、第１領域Ｒ１および第２領域Ｒ２に電子ビームＢを照射するタイミングを調整できる。しかしながら、照射する電子ビームＢが一つの場合、一般的に、電子ビームＢは図２に示すように照射領域Ｒをライン状に走査する。したがって、図６Ａに示すように第２領域Ｒ２が第１領域Ｒ１より走査方向の上流側にある場合、図６Ｂに示すように第１領域Ｒ１と第２領域Ｒ２が極端に離れている場合、図６Ｃに示すように第１領域Ｒ１に対して第２領域Ｒ２が複数ある場合は、電子ビーム偏向装置８の走査スピードの調整のみでは対応が難しい場合がある。また、図示は省略するが、一つの第２領域Ｒ２に対して、２つ以上の第１領域Ｒ１がある場合、２つ以上の第１領域Ｒ１に適切なタイミングで電子ビームＢを照射することが難しい場合がある。一方、第２の実施形態に係る電子線適用装置１Ａおよび局所観察方法は、複数の電子ビームＢを照射対象Ｓに照射できることから、第１領域Ｒ１および第２領域Ｒ２の多様な位置関係に対応できる。
（１）第１の実施形態に係る電子線適用装置１および局所観察方法では、電子ビーム偏向装置８の走査スピードを調整することで、第１領域Ｒ１および第２領域Ｒ２に電子ビームＢを照射するタイミングを調整できる。しかしながら、照射する電子ビームＢが一つの場合、一般的に、電子ビームＢは図２に示すように照射領域Ｒをライン状に走査する。したがって、図６Ａに示すように第２領域Ｒ２が第１領域Ｒ１より走査方向の上流側にある場合、図６Ｂに示すように第１領域Ｒ１と第２領域Ｒ２が極端に離れている場合、図６Ｃに示すように第１領域Ｒ１に対して第２領域Ｒ２が複数ある場合は、電子ビーム偏向装置８の走査スピードの調整のみでは対応が難しい場合がある。また、図示は省略するが、一つの第２領域Ｒ２に対して、２つ以上の第１領域Ｒ１がある場合、２つ以上の第１領域Ｒ１に適切なタイミングで電子ビームＢを照射することが難しい場合がある。一方、第２の実施形態に係る電子線適用装置１Ａおよび局所観察方法は、複数の電子ビームＢを照射対象Ｓに照射できることから、第１領域Ｒ１および第２領域Ｒ２の多様な位置関係に対応できる。
【0056】
（電子線適用装置の第３の実施形態および局所観察方法の第３の実施形態）
図１～図４および図７を参照し、第３の実施形態に係る電子線適用装置１Ｂおよび局所観察方法について説明する。図７は、第３の実施形態に係る電子線適用装置１Ｂのフォトカソード３部分および照射対象Ｓを拡大した図である。
図１～図４および図７を参照し、第３の実施形態に係る電子線適用装置１Ｂおよび局所観察方法について説明する。図７は、第３の実施形態に係る電子線適用装置１Ｂのフォトカソード３部分および照射対象Ｓを拡大した図である。
【0057】
第３の実施形態に係る電子線適用装置１Ｂは、電子ビーム偏向装置８を使用せず、非走査型である点で第１および第２の実施形態に係る電子線適用装置１、１Ａと異なり、その他の点は第１および第２の実施形態に係る電子線適用装置１、１Ａと同じである。したがって、第３の実施形態では、第１および第２の実施形態と異なる点を中心に説明し、第１および第２の実施形態において説明済みの事項についての繰り返しとなる説明は省略する。よって、第３の実施形態において明示的に説明されなかったとしても、第３の実施形態において、第１および第２の実施形態で説明済みの事項を採用可能であることは言うまでもない。
【0058】
図７に示すように、第３の実施形態に係る電子線適用装置１Ｂは、第１電子ビームパラメータを有し且つ第１領域Ｒ１をカバーできるサイズ及び／又は形状の電子ビームＢ１と、第２領域Ｒ２をカバーできるサイズ及び／又は形状の電子ビームＢ２が、フォトカソード３から引き出されている。なお、フォトカソード３と照射対象Ｓの間には、電子ビームＢ１、Ｂ２を集束する集束装置（図示は省略）、電子ビームサイズ調整装置６３、中間電極６４、電子ビーム形状調整装置６５等が含まれる場合がある。フォトカソード３から電子ビームＢ１、Ｂ２を引き出す際には、集束装置、電子ビームサイズ調整装置６３、中間電極６４、電子ビーム形状調整装置６５等も考慮した上で、フォトカソード３に照射する励起光Ｌのサイズ及び／又は形状を調整すればよい。
【0059】
単一の光源２から図７に示す電子ビームＢ１およびＢ２を形成する場合は、空間光位相変調器を用いて位相が異なる２以上の励起光Ｌに分割すればよい。位相を変調することで電子ビームＢ１とＢ２の強度を変えることができる。電子ビームのサイズや形状等のその他の電子ビームパラメータは、第１の実施形態と同様に調整すればよい。また、図７に示す例では、単一の光源２から強度の異なる電子ビームＢ１、Ｂ２を照射対象Ｓに照射する例が示されているが、光源２を２以上設け、それぞれの光源２から電子ビームＢ１、Ｂ２を照射対象Ｓに照射してもよい。
【0060】
第３の実施形態に係る局所観察方法において、位置情報設定工程（ＳＴ１）および第１電子ビームパラメータ設定工程（ＳＴ２）は、第１の実施形態と同様に実施をすればよい。電子ビーム照射条件第１設定工程（ＳＴ３）は、第１領域Ｒ１と第２領域Ｒ２の位置関係に基づき、第１領域Ｒ１に照射する第１電子ビームパラメータを有する電子ビームのサイズ及び／又は形状と、第２領域Ｒ２に照射する電子ビームのサイズ及び／又は形状とを設定する（以下、「電子ビーム照射サイズ及び／又は形状第１設定工程」と記載することがある。）
【0061】
電子ビーム照射工程（ＳＴ４）は、電子ビーム照射条件第１設定工程（ＳＴ３）で設定した電子ビームのサイズ及び／又は形状となるように、制御部６が、空間光位相変調器に加え、必要に応じて、光量調整装置６１、励起光サイズ調整装置６２、電子ビームサイズ調整装置６３、中間電極６４、電子ビーム形状調整装置６５等から選択される一つ以上を制御すればよい。
【0062】
なお、第３の実施形態に係る電子線適用装置１Ｂは、反射型および透過型の何れに対しても用いることができるが、透過型として用いる場合、検出工程（ＳＴ５）では、放出物ＳＢとして透過電子、散乱電子（非弾性／弾性）を検出すればよい。
【0063】
第３の実施形態に係る電子線適用装置１Ａおよび局所観察方法は、第１の実施形態に係る電子線適用装置１および局所観察方法が奏する効果に加え、以下の効果を奏する。
（１）第１領域Ｒ１および第２領域Ｒ２に電子ビームＢを同時に照射できることから、電子ビームＢをスキャンすることによるタイムラグが発生しない。したがって、第１領域Ｒ１に電子ビームＢを照射した時に第２領域Ｒ２に影響が瞬時に現れる場合にも、その影響を観察できる。
（２）従来の非走査型の電子線適用装置では、照射対象Ｓには同じ電子ビームパラメータを有する電子ビームＢが照射されていた。一方、第３の実施形態では、第１領域Ｒ１には予め設定した電子ビームパラメータを有する電子ビームを照射できる。したがって、例えば、粒内、粒界、結晶界面、転位等への局所的な加熱による、原子の拡散、結晶構造の変化、欠陥等を観察することができる。また、生物試料やタンパク質の局所的な加熱による変性や構造変化を観察することができる。
（１）第１領域Ｒ１および第２領域Ｒ２に電子ビームＢを同時に照射できることから、電子ビームＢをスキャンすることによるタイムラグが発生しない。したがって、第１領域Ｒ１に電子ビームＢを照射した時に第２領域Ｒ２に影響が瞬時に現れる場合にも、その影響を観察できる。
（２）従来の非走査型の電子線適用装置では、照射対象Ｓには同じ電子ビームパラメータを有する電子ビームＢが照射されていた。一方、第３の実施形態では、第１領域Ｒ１には予め設定した電子ビームパラメータを有する電子ビームを照射できる。したがって、例えば、粒内、粒界、結晶界面、転位等への局所的な加熱による、原子の拡散、結晶構造の変化、欠陥等を観察することができる。また、生物試料やタンパク質の局所的な加熱による変性や構造変化を観察することができる。
【0064】
電子線適用装置１としては、例えば、走査電子顕微鏡、電子線検査装置、Ｘ線分析装置、透過電子顕微鏡、または、走査型透過電子顕微鏡等が挙げられる。第１および第２の実施形態に係る電子線適用装置１、１Ａは走査型であることから、走査電子顕微鏡、電子線検査装置、Ｘ線分析装置、走査型透過電子顕微鏡等が挙げられる。第３の実施形態に係る電子線適用装置１Ｂは非走査型であることから、電子線検査装置、Ｘ線分析装置、透過電子顕微鏡等が挙げられる。
【0065】
（電子線適用装置および局所観察方法の実施形態において採用可能な構成例）
続いて、上記第１、第２および第３の実施形態に係る電子線適用装置１、１Ａ、１Ｂおよび局所観察方法において採用可能な構成例について説明する。なお、以下の説明は、局所観察方法の工程として説明するが、電子線適用装置１、１Ａ、１Ｂの場合は制御部６の制御内容に相当する。また、特に断りのない限り、以下に記載の採用可能な構成例は、第１乃至第３の実施形態に何れにも採用可能である。採用できる実施形態が限定される場合は、採用可能な構成例を説明する際に採用できる実施形態を記載する。
続いて、上記第１、第２および第３の実施形態に係る電子線適用装置１、１Ａ、１Ｂおよび局所観察方法において採用可能な構成例について説明する。なお、以下の説明は、局所観察方法の工程として説明するが、電子線適用装置１、１Ａ、１Ｂの場合は制御部６の制御内容に相当する。また、特に断りのない限り、以下に記載の採用可能な構成例は、第１乃至第３の実施形態に何れにも採用可能である。採用できる実施形態が限定される場合は、採用可能な構成例を説明する際に採用できる実施形態を記載する。
【0066】
（第１領域および第２領域位置情報取得工程）
局所観察方法は、位置情報設定工程（ＳＴ１）の前に、第１領域および第２領域位置情報取得工程を実施してもよい。第１領域および第２領域位置情報取得工程は、照射対象Ｓに電子ビームＢを照射する工程と、電子ビームＢが照射された照射領域Ｒから放出された放出物の放出量を検出器５で検出し、検出信号を生成する検出工程と、検出工程で生成した検出信号を照射領域Ｓの位置情報（例えば、第１および第２の実施形態では電子ビーム偏向装置８の走査情報。第３の実施形態では電子ビームＢの照射位置情報。）と関連付けて出力する検出データ出力工程と、を実施する。そして、位置情報設定工程（ＳＴ１）は、検出データ出力工程で出力した照射領域Ｒの位置情報と関連付けられた検出データに基づき実施される。
局所観察方法は、位置情報設定工程（ＳＴ１）の前に、第１領域および第２領域位置情報取得工程を実施してもよい。第１領域および第２領域位置情報取得工程は、照射対象Ｓに電子ビームＢを照射する工程と、電子ビームＢが照射された照射領域Ｒから放出された放出物の放出量を検出器５で検出し、検出信号を生成する検出工程と、検出工程で生成した検出信号を照射領域Ｓの位置情報（例えば、第１および第２の実施形態では電子ビーム偏向装置８の走査情報。第３の実施形態では電子ビームＢの照射位置情報。）と関連付けて出力する検出データ出力工程と、を実施する。そして、位置情報設定工程（ＳＴ１）は、検出データ出力工程で出力した照射領域Ｒの位置情報と関連付けられた検出データに基づき実施される。
【0067】
第１領域および第２領域位置情報取得工程を実施する場合は、照射領域Ｒにおける第１領域Ｒ１および第２領域Ｒ２の設計上の位置情報が不明であっても、実際に照射領域Ｒに電子ビームＢを照射することで、第１領域Ｒ１および第２領域Ｒ２の位置情報取を取得できるという効果を奏する。
【0068】
（電子ビーム照射タイミング第１設定工程（ＳＴ３））
第１および第２の実施形態において、局所観察方法の電子ビーム照射タイミング第１設定工程（ＳＴ３）は、第１領域Ｒ１および第２領域Ｒ２の位置関係に加え、第１領域Ｒ１に電子ビームを照射した後に、第２領域Ｒ２に影響が現れる時間および影響が継続する時間に基づき、第１領域Ｒ１に照射する第１電子ビームパラメータを有する電子ビームＢの照射タイミングと、第２領域Ｒ２に照射する電子ビームＢを照射するタイミングを設定してもよい。照射対象Ｓによっては、第１領域Ｒ１に電子ビームＢを照射することで第２領域Ｒ２に影響が現れる時間の長短があることが想定される。また、現れた影響が持続する場合と直ぐに消滅する場合も想定される。第１電子ビーム照射タイミング設定工程（ＳＴ３）が、第１領域Ｒ１および第２領域Ｒ２の位置関係に加え、影響が現れる時間および影響が継続する時間を考慮した場合、第２領域Ｒ２への影響をより精緻に観察できるという効果を奏する。
第１および第２の実施形態において、局所観察方法の電子ビーム照射タイミング第１設定工程（ＳＴ３）は、第１領域Ｒ１および第２領域Ｒ２の位置関係に加え、第１領域Ｒ１に電子ビームを照射した後に、第２領域Ｒ２に影響が現れる時間および影響が継続する時間に基づき、第１領域Ｒ１に照射する第１電子ビームパラメータを有する電子ビームＢの照射タイミングと、第２領域Ｒ２に照射する電子ビームＢを照射するタイミングを設定してもよい。照射対象Ｓによっては、第１領域Ｒ１に電子ビームＢを照射することで第２領域Ｒ２に影響が現れる時間の長短があることが想定される。また、現れた影響が持続する場合と直ぐに消滅する場合も想定される。第１電子ビーム照射タイミング設定工程（ＳＴ３）が、第１領域Ｒ１および第２領域Ｒ２の位置関係に加え、影響が現れる時間および影響が継続する時間を考慮した場合、第２領域Ｒ２への影響をより精緻に観察できるという効果を奏する。
【0069】
（観察用電子ビームパラメータ設定工程）
局所観察方法は、第２領域Ｒ２に照射する電子ビームＢのパラメータを設定する観察用電子ビームパラメータ設定工程を含んでもよい。本出願で開示する局所観察方法は、第１領域Ｒ１に第１電子ビームパラメータを有する電子ビームＢを照射することで第２領域Ｒ２が受ける影響を観察できれば、第１領域Ｒ１以外に照射する電子ビームＢのパラメータは同じであってもよい。代替的に、第２領域Ｒ２が受ける影響が大きい場合は、第２領域Ｒ２への影響をより精緻に観察するため、第２領域Ｒ２に照射する電子ビームＢのパラメータを設定してもよい。例えば、上記ｎＭＯＳの場合、キャパシタンスが大きいｎＭＯＳでは第１領域Ｒ１であるゲートを起動するため、第１領域Ｒ１に強い電子ビームＢの照射が必要な場合がある。その場合、第２領域Ｒ２であるドレインにより多くの電子が移動することから、観察したＳＥＭ像の第２領域Ｒ２が白飛びする可能性がある。その場合、第２領域Ｒ２には電子ビームＢを弱く設定した（電流値を小さくした）観察用電子ビームを照射すればよい。逆に、第２領域Ｒ２に移動する電子が少なくなる場合は、第２領域Ｒ２に照射する電子ビームＢが強くなるように、観察用電子ビームパラメータを設定すればよい。観察用電子ビームパラメータは、照射対象Ｓの種類等により異なるが、設定する電子ビームパラメータの種類としては、第１電子ビームパラメータと同じパラメータを用いればよい。観察用電子ビームパラメータを設定した場合は、第２領域Ｒ２の影響を精緻に観察できるという効果を奏する。
局所観察方法は、第２領域Ｒ２に照射する電子ビームＢのパラメータを設定する観察用電子ビームパラメータ設定工程を含んでもよい。本出願で開示する局所観察方法は、第１領域Ｒ１に第１電子ビームパラメータを有する電子ビームＢを照射することで第２領域Ｒ２が受ける影響を観察できれば、第１領域Ｒ１以外に照射する電子ビームＢのパラメータは同じであってもよい。代替的に、第２領域Ｒ２が受ける影響が大きい場合は、第２領域Ｒ２への影響をより精緻に観察するため、第２領域Ｒ２に照射する電子ビームＢのパラメータを設定してもよい。例えば、上記ｎＭＯＳの場合、キャパシタンスが大きいｎＭＯＳでは第１領域Ｒ１であるゲートを起動するため、第１領域Ｒ１に強い電子ビームＢの照射が必要な場合がある。その場合、第２領域Ｒ２であるドレインにより多くの電子が移動することから、観察したＳＥＭ像の第２領域Ｒ２が白飛びする可能性がある。その場合、第２領域Ｒ２には電子ビームＢを弱く設定した（電流値を小さくした）観察用電子ビームを照射すればよい。逆に、第２領域Ｒ２に移動する電子が少なくなる場合は、第２領域Ｒ２に照射する電子ビームＢが強くなるように、観察用電子ビームパラメータを設定すればよい。観察用電子ビームパラメータは、照射対象Ｓの種類等により異なるが、設定する電子ビームパラメータの種類としては、第１電子ビームパラメータと同じパラメータを用いればよい。観察用電子ビームパラメータを設定した場合は、第２領域Ｒ２の影響を精緻に観察できるという効果を奏する。
【0070】
（局所観察方法の繰り返し）
第１乃至第３の実施形態に係る局所観察方法を実施後に、制御部６は、
第１領域Ｒ１に照射する電子ビームＢのパラメータについて、第１電子ビームパラメータ設定工程で設定したパラメータと異なる電子ビームパラメータを設定する第２電子ビームパラメータ設定工程と、
第１領域Ｒ１および第２領域Ｒ２の位置関係に基づき、第１領域Ｒ１に照射する第２電子ビームパラメータを有する電子ビームと、第２領域Ｒ２に照射する電子ビームＢの照射条件を設定する電子ビーム照射条件第２設定工程（より具体的には、第１および第２の実施形態では「電子ビーム照射タイミング第２設定工程」、第３の実施形態では「電子ビーム照射サイズ及び／又は形状第２設定工程」）と、
電子ビーム照射条件第２設定工程で設定した照射条件に基づき、第１領域Ｒ１および第２領域Ｒ２に電子ビームＢを照射する電子ビーム照射工程と、
電子ビームＢが照射された第１領域Ｒ１と第２領域Ｒ２から放出された放出物の放出量を検出器５で検出し、検出信号を生成する検出工程と、
を実施するように制御してもよい。
第１乃至第３の実施形態に係る局所観察方法を実施後に、制御部６は、
第１領域Ｒ１に照射する電子ビームＢのパラメータについて、第１電子ビームパラメータ設定工程で設定したパラメータと異なる電子ビームパラメータを設定する第２電子ビームパラメータ設定工程と、
第１領域Ｒ１および第２領域Ｒ２の位置関係に基づき、第１領域Ｒ１に照射する第２電子ビームパラメータを有する電子ビームと、第２領域Ｒ２に照射する電子ビームＢの照射条件を設定する電子ビーム照射条件第２設定工程（より具体的には、第１および第２の実施形態では「電子ビーム照射タイミング第２設定工程」、第３の実施形態では「電子ビーム照射サイズ及び／又は形状第２設定工程」）と、
電子ビーム照射条件第２設定工程で設定した照射条件に基づき、第１領域Ｒ１および第２領域Ｒ２に電子ビームＢを照射する電子ビーム照射工程と、
電子ビームＢが照射された第１領域Ｒ１と第２領域Ｒ２から放出された放出物の放出量を検出器５で検出し、検出信号を生成する検出工程と、
を実施するように制御してもよい。
【0071】
照射対象Ｓの種類や観察目的によっては、第２領域Ｒ２への影響の有無以外に、第１領域Ｒ１に異なるパラメータを有する電子ビームＢを照射した際の第２領域Ｒ２への影響の変化を観察したい場合もある。第１領域Ｒ１にパラメータの異なる電子ビームＢを照射する局所観察方法を繰り返して実施することで、第２領域Ｒ２の変化を観察できるという効果を奏する。なお、第１領域Ｒ１が複数ある場合、局所観察方法を繰り返して実施する際には、実施毎の各々の第１領域Ｒ１に照射する電子ビームＢのパラメータは同じであっても異なっていてもよい。
【0072】
なお、上記の電子線適用装置１、１Ａ、１Ｂおよび局所観察方法の実施形態において採用可能な構成例は、任意の一つ以上の構成例を組み合わせてもよい。
【0073】
（プログラムおよび記録媒体の実施形態）
上記電子線適用装置１、１Ａ、１Ｂおよび局所観察方法の実施形態、並びに、当該実施形態において採用可能な構成例は、電子線適用装置１、１Ａ、１Ｂの制御部６の制御により実施することができる。したがって、制御部６には、図４に示す各工程（採用可能な構成例を含む）が実施できるように作成したプログラムがインストールされていればよい。また、プログラムは、読み取り可能な記録媒体に記録して提供してもよい。従来の電子線適用装置１、１Ａ、１Ｂの制御部６に本出願で開示するプログラムをインストールすることで、本出願で開示する局所観察方法を実施できる。
上記電子線適用装置１、１Ａ、１Ｂおよび局所観察方法の実施形態、並びに、当該実施形態において採用可能な構成例は、電子線適用装置１、１Ａ、１Ｂの制御部６の制御により実施することができる。したがって、制御部６には、図４に示す各工程（採用可能な構成例を含む）が実施できるように作成したプログラムがインストールされていればよい。また、プログラムは、読み取り可能な記録媒体に記録して提供してもよい。従来の電子線適用装置１、１Ａ、１Ｂの制御部６に本出願で開示するプログラムをインストールすることで、本出願で開示する局所観察方法を実施できる。
【0074】
以下に実施例を掲げ、本出願で開示する実施形態を具体的に説明するが、この実施例は単に実施形態の説明のためのものである。本出願で開示する発明の範囲を限定したり、あるいは制限することを表すものではない。
【実施例】
【0075】
［電子線適用装置１の作製］
＜実施例１＞
光源２には、レーザー光源（Ｔｏｐｔｉｃａ製ｉＢｅａｍＳｍａｒｔ）を用いた。フォトカソード３は、Ｄａｉｋｉ ＳＡＴＯ ｅｔ ａｌ． ２０１６ Ｊｐｎ． Ｊ． Ａｐｐｌ． Ｐｈｙｓ． ５５ ０５ＦＨ０５に記載された公知の方法で、ＩｎＧａＮフォトカソードを作製した。フォトカソード表面のＥＡ処理は、公知の方法により行った。作製した電子銃部分を、市販のＳＥＭの電子銃部分と置き換えた。なお、市販ＳＥＭの仕様は、電子銃がコールド型電界放出電子源（ＣＦＥ）を用いており、電子ビーム偏向装置８として偏向コイルを備えていた。電子ビームの加速電圧は最大で３０ｋｖ、最大で１００万倍での観察が可能である。電子線適用装置１の制御部６は、実施形態で説明した各工程が実施できるように、プログラムを作成・改良した。
＜実施例１＞
光源２には、レーザー光源（Ｔｏｐｔｉｃａ製ｉＢｅａｍＳｍａｒｔ）を用いた。フォトカソード３は、Ｄａｉｋｉ ＳＡＴＯ ｅｔ ａｌ． ２０１６ Ｊｐｎ． Ｊ． Ａｐｐｌ． Ｐｈｙｓ． ５５ ０５ＦＨ０５に記載された公知の方法で、ＩｎＧａＮフォトカソードを作製した。フォトカソード表面のＥＡ処理は、公知の方法により行った。作製した電子銃部分を、市販のＳＥＭの電子銃部分と置き換えた。なお、市販ＳＥＭの仕様は、電子銃がコールド型電界放出電子源（ＣＦＥ）を用いており、電子ビーム偏向装置８として偏向コイルを備えていた。電子ビームの加速電圧は最大で３０ｋｖ、最大で１００万倍での観察が可能である。電子線適用装置１の制御部６は、実施形態で説明した各工程が実施できるように、プログラムを作成・改良した。
【0076】
【0077】
（ｎＭＯＳ局所観察の実施）
図８を参照し、本出願で開示する局所観察方法によるｎＭＯＳの観察の概略を説明する。通常のＳＥＭでは視野内で一様の強度の電子ビームＢが照射される。換言すると、一様の電子量の電子ビームＢがｎＭＯＳに照射される。低加速ＳＥＭにおいては、電気的に孤立したものは正電荷蓄積のため電位差コントラスト（ＶＣ）を生じ暗くなる。図８に示すｎＭＯＳにおいて、ドレイン、ゲート、ソース（接地）は、ゲートのみ電気的に孤立しており正電荷蓄積状態である。ゲートの正電荷蓄積が十分な電位であれば、ソースからドレインへ電子が移動する。実施例２では、ゲートに照射する電子ビームＢの強さを変えることで、ソースからドレインへ電子が移動する状態を観察した。
図８を参照し、本出願で開示する局所観察方法によるｎＭＯＳの観察の概略を説明する。通常のＳＥＭでは視野内で一様の強度の電子ビームＢが照射される。換言すると、一様の電子量の電子ビームＢがｎＭＯＳに照射される。低加速ＳＥＭにおいては、電気的に孤立したものは正電荷蓄積のため電位差コントラスト（ＶＣ）を生じ暗くなる。図８に示すｎＭＯＳにおいて、ドレイン、ゲート、ソース（接地）は、ゲートのみ電気的に孤立しており正電荷蓄積状態である。ゲートの正電荷蓄積が十分な電位であれば、ソースからドレインへ電子が移動する。実施例２では、ゲートに照射する電子ビームＢの強さを変えることで、ソースからドレインへ電子が移動する状態を観察した。
【0078】
実施例１で作製した電子線適用装置１を用いて、以下の条件でサンプルに電子ビームを照射した。
・加速電圧：０．８ｋＶ
・倍率：３０００倍
・第１領域（ゲート）に照射する第１電子ビームパラメータ：局所観察方法の効果の比較のため、電子ビーム非照射と、ゲートに３Ｖの電位差を与えられる照射電流値２種類を設定。
・電子ビーム照射条件第１設定：ソース、ドレイン、ゲートの位置関係に基づき、第１領域および第２領域に照射する電子ビームＢの照射タイミングを設定した。
・加速電圧：０．８ｋＶ
・倍率：３０００倍
・第１領域（ゲート）に照射する第１電子ビームパラメータ：局所観察方法の効果の比較のため、電子ビーム非照射と、ゲートに３Ｖの電位差を与えられる照射電流値２種類を設定。
・電子ビーム照射条件第１設定：ソース、ドレイン、ゲートの位置関係に基づき、第１領域および第２領域に照射する電子ビームＢの照射タイミングを設定した。
【0079】
図９に、実施例２の局所観察方法の概略を示す。実施例２では、図９に示す「ゲート」の内、上方部分には３Ｖの電位差を与えられる照射電流値の電子ビームＢを照射し、下方部分の「電子ビーム非照射」と記載された部分には電子ビームＢを照射しなかった。ＳＥＭ像を撮影したところ、電子ビームＢを照射しなかったゲートに隣接したドレインは暗くなった。これは、ソースから電子が移動しなくなったドレインが電気的に孤立しＶＣが起こったためと考えられる。一方、電子ビームＢを照射したゲートに隣接したドレインは明るくなった。以上の結果から、第１領域Ｒ１であるゲートに所定の電子ビームパラメータを有する電子ビームＢを照射することで、第２領域Ｒ２であるドレインが影響を受けたか否か観察できることを確認した。
【0080】
＜実施例３＞
次に、ゲートに０Ｖ～３Ｖの電位差を与えられるように、照射電流値が異なる８種類の第１電子ビームパラメータを設定し、ゲートの異なる箇所に強度が異なる電子ビームＢを照射した時のドレイン（ドレインを観察する電子ビームの強度は同じ）を実施例２と同様の手順で観察した。
次に、ゲートに０Ｖ～３Ｖの電位差を与えられるように、照射電流値が異なる８種類の第１電子ビームパラメータを設定し、ゲートの異なる箇所に強度が異なる電子ビームＢを照射した時のドレイン（ドレインを観察する電子ビームの強度は同じ）を実施例２と同様の手順で観察した。
【0081】
図１０に、実施例３の局所観察方法を実施したＳＥＭ像から得られた結果を示す。図１０のゲートの右側の数値は、ゲートに照射した電荷量（クーロン）を表す。なお、ゲートの右側の数値は、ゲートの最も下側の明るさをゼロと設定した時の値である。また、図１０のドレインの左側の数値は、前記電荷量をゲートに照射した際のＳＥＭ像の明るさを表しており、最も明るかったＳＥＭ像を１とした相対値である。図１０から明らかなように、ゲートに電流値（電荷量）が大きな電子ビームＢを照射すると、ドレインのＳＥＭ像が明るくなった。これは、ゲートに照射する電流値（電荷量）が多くなるほど、ソースからドレインに移動する電子の量が多くなることを意味する。以上の結果より、本出願で開示する局所観察方法は、第１領域Ｒ１に電子ビームＢを照射した時に、第２領域Ｒ２への影響の有無に加え、第２領域Ｒ２への影響の変化についても観察できることを確認した。
【産業上の利用可能性】
【0082】
本出願で開示する電子線適用装置および当該電子線適用装置を用いた局所観察方法により、照射対象の第１領域に電子ビームを照射した時に、その影響を受ける第２領域を観察できる。したがって、電子顕微鏡や電子線検査装置等の生産業者や、照射対象の検査・観察等を行う業者にとって有用である。
【符号の説明】
【0083】
１、１Ａ、１Ｂ…電子線適用装置、１ａ…電子銃部分、１ｂ…相手側装置、２…光源、３…フォトカソード（カソード）、４…アノード、５…検出器、６…制御部、６１…光量調整装置、６２…励起光サイズ調整装置、６３…電子ビームサイズ調整装置、６４…中間電極、６５…電子ビーム形状調整装置、７…電源、８…電子ビーム偏向装置、Ｂ、Ｂ１、Ｂ２…電子ビーム、ＣＢ…真空チャンバー、Ｌ…励起光、Ｒ…照射領域、Ｒ１…第１領域、Ｒ２…第２領域、Ｓ…照射対象、ＳＢ…放出物、ＳＴ１…位置情報設定工程、ＳＴ２…第１電子ビームパラメータ設定工程、ＳＴ３…電子ビーム照射条件第１設定工程、ＳＴ４…電子ビーム照射工程、ＳＴ５…検出工程、
【要約】 （修正有）
【課題】照射対象の第１領域に電子ビームを照射した時に影響を受ける第２領域を局所的に観察できる電子線適用装置を提供する。
【解決手段】フォトカソードを備えた電子線適用装置における観察方法は、照射対象における第１領域および第２領域の位置情報を設定する位置情報設定工程と、前記第１領域に照射する電子ビームのパラメータを設定する第１電子ビームパラメータ設定工程と、前記第１領域および前記第２領域の位置関係に基づき前記第１領域に照射する電子ビームと前記第２領域に照射する電子ビームの照射条件とを設定する電子ビーム照射条件第１設定工程と、前記電子ビーム照射条件第１設定工程で設定した照射条件に基づき前記第１領域および前記第２領域に電子ビームを照射する電子ビーム照射工程と、前記電子ビームが照射された前記第１領域と前記第２領域から放出された放出物の放出量を検出器で検出し検出信号を生成する検出工程と、を備える。
【選択図】図３
【解決手段】フォトカソードを備えた電子線適用装置における観察方法は、照射対象における第１領域および第２領域の位置情報を設定する位置情報設定工程と、前記第１領域に照射する電子ビームのパラメータを設定する第１電子ビームパラメータ設定工程と、前記第１領域および前記第２領域の位置関係に基づき前記第１領域に照射する電子ビームと前記第２領域に照射する電子ビームの照射条件とを設定する電子ビーム照射条件第１設定工程と、前記電子ビーム照射条件第１設定工程で設定した照射条件に基づき前記第１領域および前記第２領域に電子ビームを照射する電子ビーム照射工程と、前記電子ビームが照射された前記第１領域と前記第２領域から放出された放出物の放出量を検出器で検出し検出信号を生成する検出工程と、を備える。
【選択図】図３
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
