[发明专利]电子束装置

说明书

提供一种能够以高灵敏度得到反映了试样的电子状态的对比度的电子束装置。电子束装置(1)具有：电子光学系统，向试样照射电子束，对从试样释放的释放电子进行检测；光脉冲照射系统，向试样照射光脉冲；同步处理部(17)，在电子光学系统中，与电子束的偏转信号同步地，进行释放电子的检测采样；图像信号处理部(18)，根据基于电子光学系统所检测的释放电子而输出的检测信号来形成图像；和装置控制部(19)，设定电子光学系统的控制条件，若将电子束扫描相当于图像的一个像素的试样的区域所需的时间设为单位像素时间t_pixel，则装置控制部将进行释放电子的检测采样的采样频率f^pixel_samp设定为比每个单位像素时间的光脉冲的照射数N_shot除以单位像素时间得到的值大。

技术领域

本发明涉及使用电子束来观察试样的电子束装置，特别地，涉及通过利用向试样的光照射来控制对比度的图像从而观察、检查、测量试样的技术。

背景技术

作为能够进行试样的扩大观察的显微镜，存在使用了电子束的电子显微镜，被用于纳米等级的微细的形状观察、组成解析。特别地，扫描型电子显微镜(以下，省略为SEM(Scanning Electron Microscope))具有不限制于试样尺寸而能够解析从毫米级的低倍率到纳米级的高倍率的特征，从材料的形状、组成解析，广泛利用于半导体设备的微细图案的测量检查等。

电子设备、环境材料的性能指标中，存在电气特性、光化学反应、热传导性等，但决定本性能的物性是电子物性。这些电子设备、环境材料的高性能化中，纳米、微米尺度的构造带来的电子物性的解析以及电子状态的瞬态解析变得重要。电子物性中包含能量带构造、载流子密度、接合状态等。此外，电子状态的瞬态变化中包含基于载流子激励的能量带构造的变化、载流子寿命、载流子移动等。

代表性的电子物性的分析法存在光电子分光法。本手法是利用了电子与光的相互作用的分析法，能够高灵敏度并且定量地分析内置电位、能量带构造等的电子状态。进一步地，提出了基于利用了脉冲激光的泵浦探针分光法的电子状态的时间分解解析法。但是，这些分光法是使用了光的分析手法，因此纳米区域中的解析极其困难。

另一方面，SEM通过电子透镜而将通过向电子源施加的电压而加速的电子束(也称为1次电子)聚焦为几纳米以下，因此具有较高的空间分辨率。并且，通过检测器来检测通过在试样上聚焦的电子束而从试样释放的释放电子(二次电子、反射电子)，基于该检测信号来形成图像。二次电子、反射电子的释放量不仅取决于试样的形状、组成，而且取决于反映了电子状态的表面电位、内置电位。取决于该表面电位、内置电位的图像的对比度分别被称为电位对比度和掺杂对比度。

专利文献1中，公开了对晶片上的缺陷的位置、种类进行检查的检查装置，提出了在电子束照射中照射紫外光、激光，在晶片内的接合部产生电子空穴对，从而检查电子设备的缺陷的手法。

在先技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2003-151483号公报

发明内容

-发明要解决的课题-

通过向试样的光照射，在试样根据光子数而激励载流子，电子状态变化。如后面所述，发明人发现，根据被激励的载流子的密度，来自试样的二次电子的释放量变化。在通过光而使电子状态变化的情况下，根据光的波长、照射强度、照射时间，电子状态变化。因此，当然控制光的照射条件，发现为了精度良好地检测根据规定的光的照射条件而产生的电子状态的变化，需要控制到对从试样释放的释放电子进行检测的检测采样。

-解决课题的手段-