(57)【要約】【課題】走査型顕微鏡において、試料上のコンタミネーションの影響を低減する条件を設定する。【解決手段】走査型顕微鏡であって、試料に照射される荷電粒子線を出力する荷電粒子線源と、前記試料からの荷電粒子を検出する検出器と、前記荷電粒子線源及び前記検出器を制御する、コントローラと、を含み、前記コントローラは、１以上の可変パラメータを変化させて、複数の異なるパラメータ値セットを決定し、前記複数の異なるパラメータ値セットそれぞれにおける、対象試料材料の吸収電流の時間変化の測定結果を取得し、前記測定結果に基づいて、前記複数の異なるパラメータ値セットから対象試料の測定に使用するパラメータ値セットを選択する。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
走査型顕微鏡であって、
試料に照射される荷電粒子線を出力する荷電粒子線源と、
前記試料からの荷電粒子を検出する検出器と、
前記荷電粒子線源及び前記検出器を制御する、コントローラと、を含み、
前記コントローラは、
１以上の可変パラメータを変化させて、複数の異なるパラメータ値セットを決定し、
前記複数の異なるパラメータ値セットそれぞれにおける、対象試料材料の吸収電流の時間変化の測定結果を取得し、
前記測定結果に基づいて、前記複数の異なるパラメータ値セットから対象試料の測定に使用するパラメータ値セットを選択する、走査型顕微鏡。
【請求項２】
請求項１に記載の走査型顕微鏡であって、
前記コントローラは、
ユーザ入力に応じて、複数の可変パラメータから前記１以上の可変パラメータを選択し、
前記１以上の可変パラメータを変化させ、前記１以上の可変パラメータ以外のパラメータを固定して、前記複数の異なるパラメータ値セットを生成する、走査型顕微鏡。
【請求項３】
請求項２に記載の走査型顕微鏡であって、
前記複数の可変パラメータは、倍率、プローブ電流、加速電圧、及びスキャンスピードを含む、走査型顕微鏡。
【請求項４】
請求項１に記載の走査型顕微鏡であって、
前記コントローラは、
前記複数の異なるパラメータ値セットそれぞれにおいて前記対象試料の吸収電流の時間変化の測定を行い、前記対象試料材料の吸収電流の時間変化の測定結果を取得する、走査型顕微鏡。
【請求項５】
請求項１に記載の走査型顕微鏡であって、
複数のパラメータ値セットにおける吸収電流の測定データを格納するデータベースをさらに含み、
前記コントローラは、
前記データベースから、前記複数の異なるパラメータ値セットに含まれるパラメータ値セットにおける前記対象試料材料の吸収電流の時間変化の測定結果を取得する、走査型顕微鏡。
【請求項６】
請求項１に記載の走査型顕微鏡であって、
複数のパラメータ値セットにおける吸収電流の測定データを格納するデータベースをさらに含み、
前記コントローラは、
前記データベースが、前記複数の異なるパラメータ値セットに含まれるパラメータ値セットにおける前記対象試料材料の吸収電流の時間変化の測定結果を格納している場合、その測定結果を前記データベースから取得し、
前記データベースが前記対象試料材料の吸収電流の時間変化の測定結果を格納していないパラメータ値セットにおいて、前記対象試料の吸収電流の時間変化の測定を行う、走査型顕微鏡。
【請求項７】
請求項５又は６に記載の走査型顕微鏡であって、
前記コントローラは、前記対象試料の吸収電流の時間変化の測定結果を、前記データベースに格納する、走査型顕微鏡。
【請求項８】
請求項１に記載の走査型顕微鏡であって、
前記コントローラは、前記複数の異なるパラメータ値セットそれぞれにおける前記対象試料材料の吸収電流の変化量に基づき、前記使用するパラメータ値セットを選択する走査型顕微鏡。
【請求項９】
請求項８に記載の走査型顕微鏡であって、
前記コントローラは、前記吸収電流の時間変化における極大値と極小値に基づき前記吸収電流の変化量を決定する、走査型顕微鏡。
【請求項１０】
請求項１に記載の走査型顕微鏡であって、
前記１以上の可変パラメータは第１可変パラメータを含み、
前記コントローラは、
前記第１可変パラメータの異なる値における前記対象試料材料の吸収電流の変化量を決定し、
前記変化量が最も小さい前記第１可変パラメータの値を含むパラメータ値セットを、前記対象試料の測定に使用するパラメータ値セットとして選択する、走査型顕微鏡。
【請求項１１】
請求項１に記載の走査型顕微鏡であって、
前記１以上の可変パラメータは、スキャンスピードを含み、
前記コントローラは、スキャンスピードの値が、前記対象試料材料の吸収電流の時間変化において吸収電流量の極小値を示す時間のパラメータ値セットを、前記対象試料の測定に使用するパラメータ値セットとして選択する、走査型顕微鏡。
【請求項１２】
走査型顕微鏡におけるパラメータ値セットを決定する方法であって、
前記走査型顕微鏡は
試料に照射される荷電粒子線を出力する荷電粒子線源と、
前記試料からの荷電粒子を検出する検出器と、を含み、
前記方法は、
１以上の可変パラメータを変化させて、複数の異なるパラメータ値セットを生成し、
前記走査型顕微鏡において、前記複数の異なるパラメータ値セットそれぞれにおける、対象試料材料の吸収電流の時間変化の測定結果を取得し、
前記測定結果に基づいて、前記複数の異なるパラメータ値セットから対象試料の測定に使用するパラメータ値セットを選択する、方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、走査型顕微鏡に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体などのエレクトロニクス分野において、デバイスサイズは年々減少する傾向にあり、極最表面の情報を得ることが重要になっている。最表面を観察する方法の１つとして、走査電子顕微鏡（ＳＥＭ）が挙げられる。ＳＥＭは一次荷電粒子線を走査し、試料から放出される信号荷電粒子を検出し、検出された信号荷電粒子の信号で画像を形成する荷電粒子線装置であり、特に一次荷電粒子線と信号荷電粒子が共に電子である。
【０００３】
ＳＥＭは光学顕微鏡より高い空間分解能を有しているが、試料最表面を所定時間、一次荷電粒子線で走査すると表面が暗く見えたり、像がぼけて見えたりする場合がある。これはコンタミネーションが表面に数ｎｍ付着するために生じる現象で、観察の障害となる。
【０００４】
コンタミネーションの付着を避ける方法の一つは、試料室を高真空（例えば１０−１０ｔｏｒｒ程度）にする。他の一つの方法は、付着したコンタミネーションをプラズマクリーナで除去する。
【０００５】
特許文献１は、「電子照射密度の不均一に起因した帯電不均一を解消する手段として、照射する電子と試料とを相対的に移動させ、電子照射密度の平均化を行う。また、試料表面の帯電をリアルタイムでモニタする手段として、試料に流れ込む吸収電流や試料より放出される２次電子及び反射電子の数を計測する。」（要約）ことを開示する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００６−２３４７８９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
試料室を高真空（例えば１０−１０ｔｏｒｒ程度）にする従来方法は、大掛かりな真空装置やガス導入装置を必要とする。試料表面に付着したコンタミネーションを除去する従来方法は、観察対象（測定対象）である試料の表面状態を破壊する可能性がある。特許文献１は、帯電状態をモニタする手法を開示するのみであって、コンタミネーションの観察画像又は測定データに対する影響を低減する点については開示も示唆もしていない。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の代表的な一例は、走査型顕微鏡であって、試料に照射される荷電粒子線を出力する荷電粒子線源と、前記試料からの荷電粒子を検出する検出器と、前記荷電粒子線源及び前記検出器を制御する、コントローラと、を含み、前記コントローラは、１以上の可変パラメータを変化させて、複数の異なるパラメータ値セットを決定し、前記複数の異なるパラメータ値セットそれぞれにおける、対象試料材料の吸収電流の時間変化の測定結果を取得し、前記測定結果に基づいて、前記複数の異なるパラメータ値セットから対象試料の測定に使用するパラメータ値セットを選択する。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の一態様により、走査型顕微鏡において、試料上のコンタミネーションの影響を低減する条件を設定できる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】走査型電子顕微鏡の全体構成例を示す。
【図２】吸収電流と試料上のコンタミネーションの状態との関係例を示す。
【図３】走査顕微鏡の一次電子線照射条件（観察条件）を決定するためのフローチャートを示す。
【図４】ユーザターミナルが表示する、データベースに情報が登録されている材料のリストのＧＵＩ画像例を示す。
【図５】データベースの構成例を示す。
【図６Ａ】観察条件の決定のためのＧＵＩ画像例を示す。
【図６Ｂ】観察条件の決定のためのＧＵＩ画像例を示す。
【図６Ｃ】観察条件の決定のためのＧＵＩ画像例を示す。
【図６Ｄ】観察条件の決定のためのＧＵＩ画像例を示す。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、添付図面を参照して本発明の実施形態を説明する。本実施形態は本発明を実現するための一例に過ぎず、本発明の技術的範囲を限定するものではないことに注意すべきである。各図において共通の構成については同一の参照符号が付されている。
【００１２】
本実施形態は、荷電粒子線を用いて、試料を観察、検査、又は計測する装置に関する。本実施形態の走査型顕微鏡は、荷電粒子線の照射条件における可変パラメータの異なる値において試料の吸収電流の時間変化を測定し、測定結果に基づいて上記可変パラメータの適切な値を決定する。これにより、試料を観察、検査、又は計測において、試料に付着したコンタミネーションによる影響を低減する。
【００１３】
以下では、本発明を適用した走査型電子顕微鏡について説明する。本実施形態の手法は、電子顕微鏡、イオン顕微鏡、検査装置等、他の種類の走査型顕微鏡に適用することができる。
【実施例１】
【００１４】
図１は、走査型電子顕微鏡の全体構成例を示す。走査型電子顕微鏡は、試料室１０７内に、電子銃１００、コンデンサレンズ１０１、走査偏向器１０２、対物レンズ１０３、絞り１０４、検出器１０５、試料台３０２を含む。試料室１０７内は、不図示のポンプによって減圧される。試料２００は、試料台３０２の上に固定される。走査型電子顕微鏡は、さらに、試料２００の吸収電流を計測する電流計１０８を含む。
【００１５】
走査型電子顕微鏡はシステム制御部１１１を含む。システム制御部１１１は、検出信号を処理するほか、走査型電子顕微鏡の各構成要素を制御する。システム制御部１１１は、入出力デバイスを含み、ユーザの操作を受け付け、測定結果をユーザに提示する。本実施形態において、システム制御部１１１は、可変パラメータの異なる値において、試料の吸収電流を測定し、その測定結果に基づいて可変パラメータの適切な値を決定する。
【００１６】
システム制御部１１１は、例えば、制御プログラムに従って動作するプロセッサ、制御プログラム及び設定データを格納するメモリ、走査型電子顕微鏡の光学素子を制御するためのインタフェース、データベース（ＤＢ）１１３及びユーザターミナル１１２と通信するためのインタフェースを含む。
【００１７】
プロセッサは、ユーザターミナル１１２と通信して、走査型電子顕微鏡を制御するための指示及びパラメータを受信し、さらに、当該指示及びパラメータに従って走査型電子顕微鏡の光学素子を制御する。プロセッサは、ＤＢ１１３から必要なデータを取得すると共に、特定のデータをＤＢ１１３に格納する。本実施形態において、ＤＢ１１３は、異なるパラメータ値セットにおける吸収電流の時間変化の情報を格納する。
【００１８】
ユーザターミナル１１２及びＤＢ１１３は、例えば、典型的な計算機構成を有する。例えばユーザターミナル１１２は、プロセッサ、メモリ、及びシステム制御部１１１と通信するためのインタフェースを含むと共に、ユーザが操作するための入力デバイス及び出力デバイスを含む。
【００１９】
走査型顕微鏡の動作の概要を説明する。鏡体上部に設置された電子銃１００は、一次電子線１２１を出力する。電子銃１００は、荷電粒子線源である。一次電子線１２１は、コンデンサレンズ１０１、走査偏向器１０２、対物レンズ１０３、絞り１０４等を通過して、収束、偏向される。収束、偏向された一次電子線１２１は、試料台３０２上にある試料２００の計測位置に照射される。
【００２０】
試料２００に照射された一次電子線１２１は、試料２００の表面付近の物質と相互に作用し、試料２００の形状や材料に応じて二次電子や反射電子等が発生し、取得すべき信号となる。以下、本実施形態では、これらの電子をまとめて二次電子と呼ぶ。
【００２１】
発生した二次電子の一部１２２は、検出器１０５によって検出される。システム制御部１１１は、走査偏向器１０２を用いて一次電子線１２１を試料２００上で走査する。一次電子線１２１の照射位置に応じて、検出信号量が変化する。システム制御部１１１は、これを明るさで画像化することでＳＥＭ（Ｓｃａｎｎｉｎｇ  Ｅｌｅｃｔｒｏｎ  Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ）画像を取得する。取得したＳＥＭ画像はユーザターミナル１１２に映し出される。
【００２２】
試料２００に照射された一次電子線１２１の一部は、試料２００内に吸収される。電流計１０８は、試料２００から試料台３０２に流れる電流（基板電流とも呼ぶ）を測定することで、試料２００の吸収電流を測定する。なお、吸収電流は、二次電子を測定することによっても測定できる。
【００２３】
システム制御部１１１は、電流計１０８の計測値を取得し、吸収電流の時間変化から、コンタミネーションの形成状態を推定する。システム制御部１１１は、異なるパラメータ値における吸収電流の時間変化を分析して、適切なパラメータ値を決定する。システム制御部１１１は、必要に応じて、吸収電流の時間変化又はその分析結果をユーザターミナル１１２に出力する。システム制御部１１１は、吸収電流の時間変化のデータを、測定時のパラメータ値セットと共に、ＤＢ１１３に記録する。
【００２４】
なお本明細書においては、電子源、レンズ、アライナ、検出器等の荷電粒子線に作用を及ぼす素子を総称する場合には光学素子と呼ぶ。光学素子は、システム制御部１１１によって制御される。ユーザは、ユーザターミナル１１２を用いて、各光学素子の設定を確認及び変更することが可能である。
【００２５】
図２を参照して、試料の吸収電流とコンタミネーションの状態との間の関係を説明する。図２は、吸収電流と試料２００上のコンタミネーション２５０の状態との関係例を示している。
【００２６】
グラフ２３０は、一次電子線を照射され続けた試料２００の、吸収電流の時間変化の例を示す。吸収電流の値は負であり、値が小さい程大きな電流量（絶対値）を示す。セクション２６Ａは、経過時間Ｔ＿Ａにおける、ＳＥＭ画像２６１Ａと、試料２００上のコンタミネーション２５０の状態の模式図、を示す。
【００２７】
セクション２６Ｂは、経過時間Ｔ＿Ｂにおける、ＳＥＭ画像２６１Ｂと、試料２００上のコンタミネーション２５０の状態の模式図、を示す。セクション２６Ｃは、経過時間Ｔ＿Ｃにおける、ＳＥＭ画像２６１Ｃと、試料２００上のコンタミネーション２５０の状態の模式図、を示す。
【００２８】
セクション２６Ａに示すように、試料２００に一次電子線が照射された初期段階の経過時間Ｔ＿Ａにおいて、一次電子線が照射された箇所にコンタミネーション２５０が付着し、吸収電流量が増加する（グラフ２３０において吸収電流の値は下方に進む）。
【００２９】
一次電子線が試料２００に照射され続けると、セクション２６Ｂに示すように、試料２００の表面の一次電子線が照射された領域において、コンタミネーション２５０が付着しつづけるとともに、コンタミネーション２５０の一部が一次電子線によるミリング効果で除去される。結果として、吸収電流量（絶対値）は減少する（グラフ２３０において吸収電流の値は上方に進む）。経過時間Ｔ＿Ｂにおいて、吸収電流は、極大値（吸収電流量の極小値）を示している。
【００３０】
さらに一次電子線が試料２００に照射され続けると、セクション２６Ｃに示すように、一次電子線が照射されている領域の周囲のコンタミネーション２５０は除去されずに残り、この残った部分が、フレームを形成する。この結果、試料２００から放出された二次電子２２１は、フレーム状のコンタミネーション２５０に吸収され、吸収電流量が増加する。その後、吸収電流は略一定の値を示す。
【００３１】
上述のように、試料の吸収電流は、一次電子線の照射時間に応じたコンタミネーションの付着及び脱離に応じて変化する。コンタミネーションはカーボン等の原子番号の小さい元素からなり、コンタミネーションの付着により、二次電子量は減少し、吸収電流量は増加する。
【００３２】
本実施形態の走査電子顕微鏡は、一次電子線照射によるコンタミネーションの時間変化及びそれに伴う吸収電流の時間変化を利用する。走査電子顕微鏡は、吸収電流の時間変化を解析することで、コンタミネーションの影響の少ない、適切な一次電子照射条件を決定する。
【００３３】
以下に説明する例において、一次電子照射条件は、複数の可変パラメータを含む。具体的には、可変パラメータは、倍率、スキャンスピード、加速電圧、プローブ電流である。これらは顕微鏡による観察において重要なパラメータであり、これらを適切に設定することで適切な観察条件を設定できる。これらの一部のみが可変パラメータであってもよく、他の可変パラメータが含まれてもよい。
【００３４】
走査電子顕微鏡は、四つの可変パラメータから、ユーザ設定に従って、１以上の可変パラメータを選択する。これにより、ユーザがより重要と考えるパラメータを適切な値に設定できる。選択されていない可変パラメータの値は固定される。
【００３５】
走査電子顕微鏡は、選択された１以上の可変パラメータの異なる値における、吸収電流の時間変化の測定結果を解析する。測定結果は、新たな測定結果又はＤＢ１１３に格納されている過去の測定結果である。走査電子顕微鏡は、測定結果に基づいて、試料観察のための選択された１以上の可変パラメータの値を決定する。
【００３６】
以下において、具体的な観察条件の設定手順を説明する。図３は、走査顕微鏡の一次電子線照射条件（観察条件）を決定するためのフローチャートを示す。ユーザは、試料台３０２に対象試料２００を設置する。ユーザは、ユーザターミナル１１２を操作して、観察対象の試料２００の情報が、データベース１１３に登録されているかチェックする（Ｓ１０１）。
【００３７】
図４は、ユーザターミナル１１２が表示する、データベース１１３に情報が登録されている材料のリストのＧＵＩ画像４０１を示す。ＧＵＩ画像４０１は、データベース１１３に情報が登録されている材料の一覧４１１と、データベース１１３に対象試料種が登録されていない場合に、ユーザに試料名を入力されるセクション４１２とを含む。システム制御部１１１は、ユーザから要求に応じて、ＧＵＩ画像４０１のデータをユーザターミナル１１２に送信する。
【００３８】
材料一覧４１１は、材料の名前と材料それぞれの基本観察条件を示す。基本観察条件は、基本パラメータ値セットを示し、本例において、倍率、スキャンスピード、加速電圧、プローブ電流の値を示す。ユーザはＧＵＩ画像４０１の材料一覧４１１を参照し、対象の材料が含まれているかチェックできる。
【００３９】
図５は、データベース１１３の構成例を示す。データベース１１３は、試料材料の、異なるパラメータ値セットにおける、吸収電流の時間変化の測定データを管理する。データベース１１３は、試料材料カラム３１１、パラメータ値セットカラム３１２、及び吸収電流測定データカラム３１３を有する。
【００４０】
パラメータ値セットカラム３１２は、可変パラメータである、倍率、スキャンスピード、加速電圧、プローブ電流の、値を示す。スキャンスピードは、１フレーム（視野）のスキャン時間により表わされている。
【００４１】
吸収電流測定データカラム３１３は、図２に示すような、吸収電流の時間変化の測定データを格納している。吸収電流の測定データのデータベース１１３により、最適な観察条件を決定するための吸収電流の測定時間を短縮することができる。
【００４２】
また、ユーザによる観察条件の設定をサポートできる。データベース１１３の情報は、後述するように、ユーザの指示による観察条件の決定のための測定データの他、走査電子顕微鏡の製造時に登録されている測定データを含んでもよい。なお、データベース１１３は、必要な情報を格納していればどのような構成でもよい。データベース１１３は省略されてもよい。システム制御部１１１は、実際の測定を行うことなくデータベース１１３の測定結果のみを使用してもよい。
【００４３】
図３に戻って、観察対象の試料の情報がデータベース１１３に登録されていない場合、つまり、材料一覧４１１が対象の材料が含を含まない場合（Ｓ１０１：ＮＯ）、ユーザは、ユーザターミナル１１２を操作して、セクション４１２に対象試料の材料名を入力し、送信ボタンを選択する（Ｓ１０２）。システム制御部１１１は、ユーザターミナル１１２から、対象試料の材料名を受信する。
【００４４】
システム制御部１１１は、図６Ａに示すＧＵＩ画像を、ユーザターミナル１１２に置いて表示する。ウィンドウ４０２において、データベース情報セクション４２１は、データベース１１３に登録されている情報を示す。データベース情報セクション４２１において、測定データセクション４２２は、吸収電流の時間変化の測定データを示す。
【００４５】
条件セクション４２３は、測定時の装置条件である、予め設定されている基本観察条件を示す。本例において、条件セクション４２３は、予め設定されている、倍率値、スキャンスピード値、加速電圧値、プローブ電流値のセットを示す。
【００４６】
測定結果表示セクション４２４は、新たに測定された吸収電流時間変化の情報を示す。測定結果表示セクション４２４において、測定データセクション４２５は、今回の吸収電流の時間変化の測定データを示す。観察条件セクション４２６は、ユーザからの、吸収電流の時間変化を測定するための条件の入力を受け付ける。
【００４７】
図６Ａは、観察対象の試料の情報がデータベース１１３に登録されていない場合の画像例である。従って、データベース情報セクション４２１は、条件セクション４２３においてのみ情報を提示する。測定結果表示セクション４２４は、情報を提示していない。
【００４８】
ユーザにより条件セクション４２３における測定ボタンが選択されると、システム制御部１１１は、予め設定されている基本観察条件において、試料２００の吸収電流の時間変化を測定する（Ｓ１０３）。吸収電流の測定時間は、予め設定されている。
【００４９】
システム制御部１１１は、例えば、走査偏向器１０２を制御することで、倍率及びスキャンスピードを調整することができる。システム制御部１１１は、電子銃１００を制御することで加速電圧及びプローブ電流を調整することができる。システム制御部１１１は、プローブ電流の調整において、絞り１０４を制御してもよい。
【００５０】
ＧＵＩ画像は、図６Ａから図６Ｂに変化する。システム制御部１１１は、試料２００の吸収電流の時間変化の測定結果を、ウィンドウ４０２の測定データセクション４２５において表示する。
【００５１】
吸収電流の時間変化の測定のため、システム制御部１１１は、試料２００の実際の観察領域とは異なる領域に、一次電子線を照射する。観察領域は、例えば、予めユーザにより指定されている。観察用の試料と吸収電流時間変化の測定用の試料とが異なっていてもよい。システム制御部１１１は、吸収電流の時間変化の測定結果を、材料名及びパラメータ値セットと共に、データべ―ス１１３に登録する（Ｓ１０４）。
【００５２】
一方、観察対象の試料の情報がデータベース１１３に登録されている場合、つまり、材料一覧４１１が対象の材料が含を含む場合（Ｓ１０１：ＹＥＳ）、ユーザは、ユーザターミナル１１２を操作して、ユーザは、ユーザターミナル１１２を操作して、材料一覧４１１から一つの材料を選択する（Ｓ１０５）。システム制御部１１１は、ユーザターミナル１１２から、その選択結果を受信する。
【００５３】
上述のように、システム制御部１１１は、ユーザ操作に従って、対象試料の情報がデータベース１１３に登録されているか判定する。なお、ユーザターミナル１１２は、ユーザに対象試料の材料を入力させ、入力された材料をデータベース１１３において検索してもよい。
【００５４】
次にステップＳ１０６において、システム制御部１１１は、基本観察条件及び当該基本観察条件における対象材料の吸収電流時間変化の測定データを、ユーザターミナル１１２において表示する（Ｓ１０６）。システム制御部１１１は、基本観察条件の情報及び当該測定データを、データベース１１３から取得し、ＧＵＩ画像を生成してユーザターミナル１１２に送信する。ユーザは、当該ＧＵＩ画像において、今回のユーザ観察条件を設定するための条件を入力する（Ｓ１０７）。
【００５５】
図６Ｃは、ステップＳ１０６及びＳ１０７におけるＧＵＩ画像を示す。ＧＵＩ画像は、図６Ｂから図６Ｃに変化する。図６Ｃにおいて、観察条件セクション４２６は、ユーザが吸収電流の時間変化を測定するための条件を入力するためのフィールドを含む。
【００５６】
ユーザは、四つのパラメータのうち、値を変化させるパラメータ（吸収電流時間変化の測定における可変パラメータ）と値を固定するパラメータ（吸収電流時間変化の測定における不変パラメータ）を選択する。図６Ｃの例において、加速電圧とプローブ電流が、値を固定するパラメータとして選択されている。システム制御部１１１は、値を固定するパラメータの値を、基本観察条件における値に設定する。システム制御部１１１は、固定値のユーザ入力を受け付けてもよい。
【００５７】
図６Ｃの例において、倍率とスキャンスピードが値を変化させるパラメータとして選択されている。ユーザはさらに、値を変化させるパラメータにおける優先順位を決定する。図６Ｃの例においては、倍率の優先度がスキャンスピードの優先度よりも高い。ユーザは、値を変化させるパラメータの中央値とステップ幅を入力する。
【００５８】
システム制御部１１１は、入力された中央値から、吸収電流の時間変化の測定のために変化させるパラメータの、最小値と最大値（パラメータの変化範囲）を決定する。決定方法は予め設定されており、例えば、システム制御部１１１は、入力された中央値を規定割合（例えば２０％）だけ増加及び減少させた値を、最大値及び最小値と決定する。システム制御部１１１は、入力されたステップ幅において、パラメータの値を変化させる。
【００５９】
このように、一つのパラメータに対して入力された中央値とステップ幅とから、複数の値からなるパラメータ値群が決定される。なお、ステップ幅は、システム制御部１１１により決定されてもよい。システム制御部１１１は、例えば、中央値の規定割合をステップ幅と決定する。システム制御部１１１は、中央値に代えて、パラメータの値の範囲の入力を受け付けてもよい。
【００６０】
図６Ｃの例において、倍率とスキャンスピードの二つのパラメータが、変化させるパラメータとして選択されている。従って、システム制御部１１１は、倍率値の群と、スキャンスピード値の群と、を生成する。
【００６１】
図６Ｃに示すように、ユーザターミナル１１２は、測定データセクション４２２において、吸収電流の時間変化の測定データを提示し、条件セクション４２３においてその測定におけるパラメータ値セット（基本観察条件）を提示する。これにより、ユーザは、基本観察条件における吸収電流時間変化の測定データを参考に、吸収電流の時間変化を測定するための条件を決定することができる。
【００６２】
図３に戻って、システム制御部１１１は、ユーザにより指定された異なるパラメータ値セットそれぞれにおいて、試料２００の吸収電流の時間変化を測定する（Ｓ１０８）。これにより、実際の試料２００の測定データを取得できる。変化させるパラメータが一つである場合、システム制御部１１１は、当該パラメータの各値と、他のパラメータの固定値と、からなる各パラメータ値セットにおいて、吸収電流の時間変化を測定する。
【００６３】
複数のパラメータを変化させる場合、システム制御部１１１は、変化させる複数のパラメータの全ての値の組み合わせにおいて、吸収電流の時間変化を測定する。図６Ｃの例においては、倍率とスキャンスピードが、吸収電流時間変化の測定における可変パラメータである。従って、システム制御部１１１は、倍率値とスキャンスピード値の全ての異なるペアを生成し、各ペアと加速電圧及びプローブ電流の固定値からなる各パラメータ値セットにおいて、吸収電流時間変化を測定する。
【００６４】
ただし、システム制御部１１１は、データベース１１３に既に登録されている試料材料及び測定条件における吸収電流の時間変化の測定を、省略する。これにより、吸収電流の時間変化測定のための時間を短縮する。システム制御部１１１は、データベース１１３に同一材料及び同一条件における測定データが存在するかに関わらず、全てのパラメータ値セットにおいて吸収電流時間変化を測定してもよい。
【００６５】
システム制御部１１１は、各パラメータ値セットにおける測定データを、測定条件と試料材料の情報と共に、データベース１１３に登録する（Ｓ１１０）。データベース１１３に同一材料及び同一条件における測定データが存在する場合、システム制御部１１１は、新しいデータで古いデータを上書きする、又は、新しいデータをデータベース１１３に追加する。
【００６６】
次に、システム制御部１１１は、吸収電流時間変化の測定結果に基づき、最適パラメータ値セットを決定する（Ｓ１０９）。試料の観察においては、コンタミネーションの影響の変化が小さいことが重要である。そのため、システム制御部１１１は、吸収電流の変化量が小さいパラメータ値セットを、試料の観察に適切なパラメータ値セットと決定する。
【００６７】
図２を参照して説明したように、多くの試料において、吸収電流量は、コンタミネーションの付着及び脱離に応じて、経過時間と共に、増加し、減少し、そして再び増加する。一例において、システム制御部１１１は、このような吸収電流量の時間変化における二つの極値の間の差分を、当該パラメータ値セットにおける吸収電流の変化量と決定する。
【００６８】
他の例において、システム制御部１１１は、特定のサイズ（時間長さ）を有するウィンドウを定義する。システム制御部１１１は、吸収電流量の時間変化のグラフにおいて当該ウィンドウを移動させながら、ウィンドウ内の最大値と最小値の差分を計算する。システム制御部１１１は、計算された最も小さい差分を、当該パラメータ値セットにおける吸収電流量の変化量と決定する。
【００６９】
ウィンドウサイズは、予め設定されている又はパラメータ値セットにおけるスキャンスピードの値に基づき決定される。例えば、ウィンドウサイズはスキャンスピードの値と一致又はその整数倍である。ウィンドウサイズは、吸収電流の測定時間と一致してもよい。ウィンドウサイズは、ユーザにより指定可能であってもよい。システム制御部１１１は、吸収電流変化量の決定に必要な場合、吸収電流の測定データから、例えばローパスフィルタを使用して、ノイズを除去する。
【００７０】
システム制御部１１１は、吸収電流の変化量として、割合を使用してもよい。例えば、システム制御部１１１は、吸収電流量の変化量として、吸収電流の測定値の平均値に対する変化量の割合を算出し、その値に基づいてパラメータ値セットを選択してもよい。
【００７１】
例えば、システム制御部１１１は、吸収電流量の変化量が最少のパラメータ値セットを選択する。または、システム制御部１１１は、吸収電流量の変化量が予め設定された基準範囲内にあるパラメータ値セットから、優先度が最も高いパラメータの最良値を示すパラメータ値セットを選択してもよい。例えば、倍率は大きい程好ましく、スキャンスピードは遅い（長い）程好ましく、加速電圧及びプローブ電流は低い程好ましい。
【００７２】
システム制御部１１１は、スキャンスピードと吸収電流時間変化の測定値との比較において、吸収電流量の極小値を示す時間（図２における時間Ｔ＿Ｂ）とスキャンスピードとを比較してもよい。例えば、システム制御部１１１は、スキャンスピードが吸収電流量の極小値を示す時間であるパラメータ値セットを選択する。これにより、コンタミネーションの影響が少ないスキャンスピードを含むパラメータ値セットを選択できる。例えば、システム制御部１１１は、上記範囲で最も長いスキャンスピードのパラメータ値セットを選択する。
【００７３】
複数の優先パラメータがユーザに指定されている場合、例えば、システム制御部１１１は、指定されたパラメータにおいて優先度が最も高いパラメータの値から、吸収電流時間変化の測定値が規定範囲内にあるパラメータ値セットを選択する。システム制御部１１１は、選択されたパラメータ値セットの中から、優先度が低いパラメータに対しても最良なパラメータ値セットを選択する。
【００７４】
最良なパラメータ値セットは、例えば、吸収電流変化量が最少のパラメータ値セット又は吸収電流変化量が規定範囲内であって当該パラメータの値が最良のパラメータ値セットである。
【００７５】
図６Ｃに示す例のように、スキャンスピードが優先パラメータとして指定されている場合、システム制御部１１１は、次のようにパラメータ値セットを選択してもよい。システム制御部１１１は、スキャンスピードが吸収電流量の極小値の時間よりも短いパラメータ値セットを選択する。システム制御部１１１は、さらに、選択したパラメータ値セットにおいて、倍率に対して最良なパラメータ値セットを選択する。
【００７６】
Ａｕのように、コンタミネーションが付着しづらい材料の場合、吸収電流の時間変化が、極値を示さず、単調変化を示す場合がある。このような場合においては、システム制御部１１１は、測定時間範囲又はウィンドウ内での吸収電流値の差分を計算する。単調変化を示す材料の場合、システム制御部１１１は、吸収電流の平均値や測定最小値など、吸収電流量の測定値の統計的な値が小さいパラメータ値セットを、選択してもよい。吸収電流量が単調変化を示し、材料に依存する吸収電流量変化が小さい場合に、この方法は有効である。
【００７７】
次に、システム制御部１１１は、選択した最適パラメータ値セット及び吸収電流測定データを、ユーザターミナル１１２において表示する。図６Ｄは、最適パラメータ値セットの情報を示すＧＵＩ画像の例を示す。ＧＵＩ画像は、図６Ｃから図６Ｄに変化する。図６Ｄにおいて、データベース情報セクション４２１は、観察条件セクション４２６を含む。測定結果表示セクション４２４は、図６Ｃの観察条件セクション４２６に代えて、最適観察条件セクション４３２を示す。
【００７８】
最適観察条件セクション４３２は、選択された最適パラメータ値セットを示す。測定データセクション４２５は、最適観察条件セクション４３２が示す測定条件（パラメータ値セット）における、吸収電流時間変化の測定データを示す。基本観察条件及び推奨する観察条件における吸収電流データを示すことで、ユーザが推奨されたパラメータ値セットを受け入れるか判定することを支援する。
【００７９】
ユーザがボタン４３３を選択すると、システム制御部１１１は、当該パラメータ値セットの情報をデータベース１１３に登録する（Ｓ１１０）。その後、ユーザから指示に従って、システム制御部１１１は、最適パラメータ値セットの一次電子線照射条件において、試料２００の観察（画像データ生成）を実行する（Ｓ１１２）。
【００８０】
最適パラメータ値セットの選択においてウィンドウが使用されている場合、測定データセクション４２５は当該ウィンドウを示してもよい。また、最適観察条件セクション４３２は、ウィンドウの開始時刻と終了時刻とを示してもよい。ステップＳ１１２において、システム制御部１１１は、一次電子線の照射を開始した後、ウィンドウ内で試料２００の画像データを取得する。これにより、コンタミネーション影響が少ない条件及び時間に試料２００の画像データを取得できる。
【００８１】
システム制御部１１１は、ユーザからの画像取得時刻の指定を、受け付けてもよい。例えば、システム制御部１１１は、指定された時刻から画像データの取得を開始する。これにより、ユーザの望む吸収電流の影響が少ない時に画像データを取得することができる。
【００８２】
システム制御部１１１は、変化させるべき最優先項目が加速電圧、スキャンスピード又はプローブ電流の場合も、上述の方法により、吸収電流の時間変化から、コンタミネーションによる影響が一番少ない加速電圧、スキャンスピード又はプローブ電流の条件を決定することができる。
【００８３】
上述のように、吸収電流の時間変化の測定結果を、一次電子線の照射条件を変化させて順次比較し、吸収電流の値が抑制される条件を見出すことで、コンタミネーションの影響を抑えた観察条件をユーザへ提供することができる。
【００８４】
なお、本発明は上記した実施例に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、上記した実施例は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明したすべての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施例の構成の一部を他の実施例の構成に置き換えることが可能であり、また、ある実施例の構成に他の実施例の構成を加えることも可能である。また、各実施例の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。
【００８５】
また、上記の各構成・機能・処理部等は、それらの一部又は全部を、例えば集積回路で設計する等によりハードウェアで実現してもよい。また、上記の各構成、機能等は、プロセッサがそれぞれの機能を実現するプログラムを解釈し、実行することによりソフトウェアで実現してもよい。各機能を実現するプログラム、テーブル、ファイル等の情報は、メモリや、ハードディスク、ＳＳＤ（Ｓｏｌｉｄ  Ｓｔａｔｅ  Ｄｒｉｖｅ）等の記録装置、または、ＩＣカード、ＳＤカード等の記録媒体に置くことができる。また、制御線や情報線は説明上必要と考えられるものを示しており、製品上必ずしもすべての制御線や情報線を示しているとは限らない。実際には殆どすべての構成が相互に接続されていると考えてもよい。
【符号の説明】
【００８６】
１００  電子銃、１０１  コンデンサレンズ、１０２  走査偏向器、１０３  対物レンズ、１０５  検出器、１０７  試料室、１０８  電流計、１１１  システム制御部、１１２  ユーザターミナル、１１３  データベース、１２１  一次電子線、２００  試料、２２１  二次電子、２５０  コンタミネーション、３０２  試料台
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図６Ｃ】
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【図６Ｄ】
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