(57)【要約】【課題】  本発明の目的は、対物レンズの磁界や電極板の電界に吸い寄せられ、対物レンズ表面や電極板表面に付着した異物が試料観察時に試料表面に落下し付着することを防止することにある。【解決手段】  上記目的を達成するために、走査電子顕微鏡の対物レンズ、或いは電子ビームを加速するための加速円筒への励磁電流、或いは印加電圧を、測定対象試料を対物レンズ下から離間させたときに、励磁電流をオフ、或いは離間させる前に比べて弱励磁、又は印加電圧をオフ、或いは離間させる前に比べて低電圧とする電子顕微鏡を提案する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電子源と、
当該電子源から放出された電子ビームを集束する対物レンズと、
前記対物レンズの励磁電流を制御する制御装置を備えた電子顕微鏡において、
前記制御装置は、前記電子ビームによる測定対象試料が、少なくとも前記対物レンズ下より離間したときに、前記対物レンズの励磁電流をオフ、或いは前記測定対象試料を走査するときと比較して弱励磁となるように、前記励磁電流を制御することを特徴とする電子顕微鏡。
【請求項２】
請求項１において、
前記制御装置は、所定の時間ごと、及び／又は所定の試料数ごとに、前記対物レンズの励磁電流をオフ、或いは弱励磁とする制御を行うことを特徴とする電子顕微鏡。
【請求項３】
請求項１において、
前記制御装置は、異物検査装置にて、所定の異物数が検出された場合に、前記対物レンズの励磁電流をオフ、或いは弱励磁とする制御を行うことを特徴とする電子顕微鏡。
【請求項４】
請求項１において、
前記集束された電子ビームが照射される試料が配置される真空室と、当該真空室に試料を導入するときに、試料空間を予備排気するロードロック室と、当該真空室とロードロック室との間に配置されるゲートバルブを備え、前記制御装置は、前記ゲートバルブの開放に併せて、前記対物レンズの励磁電流をオフ、或いは弱励磁となるように制御することを特徴とする電子線装置。
【請求項５】
請求項１において、
前記電子ビームを、前記対物レンズ通過時に加速させる加速円筒を備え、前記制御装置は、前記対物レンズの励磁電流をオフ、或いは弱励磁としたときに、前記加速円筒への印加電圧を、オフ、或いは前記測定対象試料を走査するときと比較して低電圧となるように制御することを特徴とする電子顕微鏡。
【請求項６】
対物レンズを用いて集束した電子ビームを試料上で走査して、試料の測定を行う電子ビームを用いた試料測定方法において、前記対物レンズ下であって、前記対物レンズを励磁すると異物が付着する前記対物レンズの部分の下から、前記試料が離脱したときに、前記対物レンズの励磁電流をオフ、或いは弱励磁とすることによって、前記対物レンズの部分に付着した異物を落下させることを特徴とする試料測定方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は電子ビーム（１次電子ビーム）の照射によって試料（半導体ウェーハ）から発生される２次電子を検出して試料の走査像を検出する半導体検査用の走査電子顕微鏡に関わり、特に、試料に付着する異物の影響を低減する電子顕微鏡に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
半導体検査用の走査電子顕微鏡では、試料を真空試料室に搬入し、試料観察後、真空試料室から試料を搬出する動作を行うが、試料観察時は対物レンズを励磁して電子ビームを試料にフォーカスさせ、前記試料の観察が終了すると次の未検査試料の搬入動作を行う。このとき、対物レンズの励磁状態は保持されるため、電子顕微鏡は、常時、対物レンズに磁場を発生させた状態で使用されている。また、電子顕微鏡は低加速電圧領域で使用されることが多いが、低加速電圧領域でも分解能を高める手段として、特許文献１に説明されているような技術がある。つまり、対物レンズ部に電極を設け、前記電極に正極の高電圧を印加することで２次電子像の分解能を向上させている。この場合も、試料観察時および試料の搬入，搬出時に電界は印加されており、常時、電界が発生した状態で電子顕微鏡が使用されている。
【０００３】
一方、半導体ウェーハ上に形成される回路パターンが微細化，複雑化されるのに伴い、試料観察時に試料表面に付着する異物についても、従来よりも微細なサイズの異物が半導体素子に深刻な影響を及ぼすことから、微細なサイズの異物管理が大きな問題となっている。
【０００４】
電子顕微鏡の装置内で発生する微細な異物の要因としては、試料搬送系機構部の擦れや摩耗による他に、試料表面に付着したものが搬送されて装置内部に持ち込まれる場合がある。これらの微細な異物は、常時、励磁されている対物レンズの磁界や前記電極に印加されている高電圧による強電界に曝されている。
【０００５】
装置内部で発生する異物を低減する目的で、搬送系機構部で摩耗する部品の防塵布による拭き取りや、潤滑材を用いた洗浄，部品交換などが行われている。より積極的に試料表面に付着した異物を除去する方法としては、特許文献２に開示されたものなどがある。特許文献２に開示された異物除去装置は、試料交換装置内にノズル状構造物を設け、試料表面に窒素などの高圧ガスを噴射し、異物を弾き飛ばして除去するものであった。
【０００６】
また、特許文献３には、２次電子検出器とＸ線検出器とを備える走査電子顕微鏡において、試料の高分解能観察を行ったあとに、目的とする観察視野を見失うことなくＸ線分析を行うために、対物レンズの励磁条件を切り替えて使用することが説明されている。
【０００７】
【特許文献１】特開２００６−９３１６１号公報
【特許文献２】特開２００６−１４００７０号公報
【特許文献３】特開平１１−１３５０５２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
従来の電子顕微鏡では、試料観察時に対物レンズを励磁して電子ビーム（１次電子ビーム）を試料にフォーカスさせ、試料観察終了後は対物レンズをその励磁状態を保持したまま、前記試料の搬出と次の未検査試料の搬入を行っている。このとき、試料表面に付着した微細な異物には、対物レンズが発生する磁場や電極板で発生する強電界が作用するため、当該異物に吸引力が働き、対物レンズや電極板に付着する。その後、前記対物レンズや電極板に付着する異物が蓄積され、ある一定量を超えると試料表面に落下し、異物として再付着することが問題となっている。
【０００９】
前述の通り、この異物を低減する対策としては、搬送系機構部で摩耗する部品の洗浄や部品を交換することを予防保全的に行っている。しかし、この方法では、クリーニングや部品交換作業を行うために装置の稼動を長時間停止する必要があり、装置稼動率が低下する問題がある。また、突発的に発生した異物には対応することができないため、現実的には、異物が発生したまま作業を行うことが多くなってしまうことも問題である。
【００１０】
また、特許文献２に開示された手法では、試料交換室内にノズル状構造物を設け、試料観察直前に窒素などの高圧ガスを試料表面に向けて噴射し、試料観察の妨げとなる試料表面に付着した異物などを吹き飛ばして除去しているが、電子顕微鏡の試料交換室内の対物レンズと試料間にノズル状構造物を配置することは機構的に複雑で困難であることと、異物を吹き飛ばすだけのガスを噴出した場合に試料室内の真空度が低下してしまうため、再度真空度を上げるために時間を要してしまう問題がある。
【００１１】
実際にパターン寸法が９０ｎｍを下回るパターンを測定する昨今の電子顕微鏡では、対物レンズと試料間の距離は数mm程度しかなく、この領域にノズルやノズルに接続するための配管などを設置することは極めて困難である。また、サイズが１００ｎｍ程度以上の異物を吹き飛ばすためには、分子流ではなく、少なくとも数１０〜１００Ｐａ程度の粘性流が必要であり、この程度まで真空度を下げると、電子顕微鏡として２次電子像を観察することができない。このため、ノズル噴射で異物を除去したあとは、ＳＥＭ像(２次電子像)の観察に必要な真空領域（１０-2〜１０-3Ｐａ）まで排気する必要が生じてしまう。
【００１２】
更に特許文献３に開示の技術については、異物除去について何も言及されていない。
【００１３】
本発明の目的は、対物レンズの磁界や電極板の電界に吸い寄せられ、対物レンズ表面や電極板表面に付着した異物が試料観察時に試料表面に落下し付着することを防止することで、異物の影響を低減し安定した試料観察が行える装置を提供することにあり、且つ、装置稼動率や処理能力（スループット）を低下させることなく、安定した試料観察が行える装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
上記目的を達成するために、本発明の一態様では、走査電子顕微鏡の対物レンズ、或いは電子ビームを加速するための加速円筒への励磁電流、或いは印加電圧を、測定対象試料を対物レンズ下から離間させたときに、励磁電流をオフ、或いは離間させる前に比べて弱励磁、又は印加電圧をオフ、或いは離間させる前に比べて低電圧とする電子顕微鏡を提案する。試料が対物レンズ下にない状態で、異物を落下させることができるので、異物等を試料に落下させることがなく、安定した測定，検査を行うことが可能となる。
【発明の効果】
【００１５】
以上のような構成によれば、試料に付着する可能性のある異物を効果的に除去することができるため、安定した測定，検査が可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下に説明する実施例では、電子ビームを発生する電子源と、電子ビームを集束するための集束レンズと、電子ビームを細く絞って試料上に照射させるための対物レンズと、電子ビームを試料上で２次元的に走査するための偏向器と、試料から電子ビームの照射により発生した２次信号を検出するための２次信号検出器とを備えた電子顕微鏡において、対物レンズの励磁状態を制御することが可能な制御装置を備え、試料観察時は対物レンズにより電子ビームを試料にフォーカスしてＳＥＭ像の観察が可能なように対物レンズの励磁を制御し、非観察時には対物レンズの励磁をＯＦＦまたは試料観察時よりも弱励磁状態となるように対物レンズの励磁を制御する手段を設けた走査電子顕微鏡の一例を説明する。
【００１７】
このような走査電子顕微鏡の一例によれば、試料観察時に対物レンズに異物が付着したとしても、試料の観察を終了して試料を搬出する際に対物レンズの励磁をＯＦＦまたは弱励磁状態とすることで、対物レンズの直下に試料がない状態のときに対物レンズに付着した異物を落下させることができ、異物の試料への付着を防止することが可能となる。対物レンズの磁界により吸引されるのは、磁性を有する金属系の異物であり、特に搬送系などで多用されるＦｅ（鉄），Ｎｉ（ニッケル），Ｃｏ（コバルト）系を多く含むステンレス系の異物発生に有効である。
【００１８】
また、走査電子顕微鏡の他の態様は、対物レンズの電子ビーム通路に配置された加速円筒に１次電子ビームを加速する正電圧を印加する手段と試料に負電圧を印加する手段とを備え、加速円筒と試料の間に１次電子ビームを減速する電界を形成し、２次信号検出器を加速円筒より電子源側の位置に配置した上述の電子顕微鏡において、前述の制御装置によって対物レンズの励磁を制御するのと同期または非同期して、加速円筒と試料との間に形成した電界をＯＦＦまたは試料観察時よりも弱電界とする制御を行う手段を設けるものである。
【００１９】
これにより、試料観察時に電極板に異物が付着したとしても、試料の観察を終了して試料を搬出する際に電極板の印加電圧をＯＦＦまたは弱電圧にすることで、対物レンズの直下に試料がない状態のときに、電極板に付着した異物を落下させることができ、異物の試料への付着を防止することが可能となる。これは、異物の表面で帯電を引き起こし、電界に吸引される絶縁性や非導電性の異物に有効であり、特に、有機材料や樹脂性材料に対して有効である。
【００２０】
以上のような本発明の一態様によれば、半導体検査用の走査電子顕微鏡において、対物レンズの励磁を制御することで、対物レンズに付着した異物を試料観察中に試料表面に落下し付着するのを防止するため、異物の問題を低減できる効果があり、安定した試料観察を行える装置の提供を可能にする。
【００２１】
また、本発明の別の一形態によれば、対物レンズの励磁制御のタイミングを試料搬送におけるゲートバルブの開閉に同期させることによって、スループットを低下させることなく装置を稼動できる効果があり、生産性の良い安定した装置の提供を可能にする。
【００２２】
以下、図面を用いて本発明実施例について説明する。
【実施例１】
【００２３】
図１に、本発明による半導体検査用の走査電子顕微鏡における第１の実施例を示す。電子源の一部である陰極４から引き出された１次電子ビーム１は、コンデンサレンズ５で絞られ、さらに走査偏向器７によってウェーハ８上を２次元走査される。１次電子ビーム１は、試料ステージ９を介してウェーハに印加された負のリターディング電圧の影響により、対物レンズ６とウェーハ８間の減速電界で減速され、且つ、対物レンズ６のレンズ作用によりウェーハ上に細く絞られる。
【００２４】
１次電子ビーム１がウェーハ８に照射されると２次電子２が発生する。対物レンズ６とウェーハ８間に作られている電界は、発生した２次電子２に対しては加速電界として作用するため、対物レンズ６の電子ビーム通過孔内に吸引され、対物レンズ６の磁界でレンズ作用を受けながら上昇する。上昇した２次電子２は、変換電極１０に高エネルギーで衝突し、新たな２次電子３を発生する。この２次電子３は、正極の約１０ｋＶの高電圧を印加した２次電子検出器１１のシンチレータに吸引され、シンチレータ部に衝突した際に光を発生する。図示しないこの光を電気信号に変換し、増幅したのち、この出力によりブラウン管の輝度調整を行う。
【００２５】
制御部２０は、前述の陰極４，コンデンサレンズ５，対物レンズ６，走査偏向器７，２次電子検出器１１の制御を行い、試料観察時には最適な光学系条件（陰極電圧，コンデンサレンズ電流値，対物レンズ電流値，偏向制御信号，２次電子検出器制御電圧など）に設定している。なお、図１の説明は、制御部２０が電子顕微鏡と一体、あるいは、それに準ずるものとして説明したが、必ずしもそれに限定されることはなく、電子顕微鏡鏡体とは別に設けられた制御部で処理を行っても良い。その際には、２次電子検出器で検出される検出信号を制御プロセッサに伝達したり、制御プロセッサから電子顕微鏡のレンズや偏向器などに信号を伝達する伝達媒体と、当該伝達媒体経由で伝達される信号を入出力する入出力端子が必要になる。また、処理を行う制御プログラムを記憶媒体に登録しておき、画像メモリを有し、電子顕微鏡に必要な信号を供給する手段を備えた制御部で、当該プログラムを実行するようにしても良い。
【００２６】
対物レンズ６の内部には、コイルが巻かれており、制御部２０を介して前記コイルに電流を流すことで、対物レンズに磁場レンズを形成する。ここで、前記コイルに流す電流量を変更することで、磁場レンズの強さを変化させることができる。
【００２７】
現在の半導体プロセスの最小パターン寸法は既に１００ｎｍを下回り、数１０ｎｍまで微細化する見込みである。半導体回路に使用される材料には絶縁材も多用され、ＳＥＭ像観察では加速電圧に数１００〜８００Ｖ程度が用いられる。数１０ｎｍの微細なパターンを観察するためには、電子顕微鏡の性能として、２ｎｍ以下の分解能が要求されることから、対物レンズの作動距離は２〜３mm以下が必要であり、必然的に、試料には磁場が作用することになる。図２は、前記対物レンズ近傍の拡大図であり、試料上に磁性を持つ100ｎｍ程度の大きさの異物が存在すれば、対物レンズの磁界によって上向きの引力を受け、この引力が異物の質量と試料表面への付着力の和を上回る場合には対物レンズに向かって引き寄せられ、対物レンズ表面に付着する。また、前記電子ビームの照射により試料より発生した２次電子が前記異物に衝突すると前記異物が正電荷に帯電するため、正電圧である対物レンズと反発して落下し、試料表面に付着する。ある一定の期間にわたって繰り返し観察を続けると、試料室内の異物数が次第に増加し、試料表面に付着する異物数も必然的に増加することになる。
【００２８】
図１の例では、ウェーハ８の観察が終了して試料ステージ９がウェーハ８を真空試料室外に搬出したあとに、制御部２０によって対物レンズ６のコイルに与える電流量を下げる、または、遮断して、対物レンズ６の磁場を弱励磁またはＯＦＦする。試料を観察していないときに、対物レンズ６の励磁をＯＦＦまたは試料観察時よりも弱励磁状態にして、対物レンズ６に付着した異物を試料観察前に予め落下させることで、試料観察中に試料表面に異物が落下付着することを防止するものである。
【００２９】
試料室外に測定対象ウェーハが搬出される前に、励磁をＯＦＦにすると、試料上に異物が落下するので、試料が試料室外に搬出されたことが確認された後、対物レンズの励磁状態をコントロールすることが望ましい。但し、高速に異物除去処理を行う場合には、異物の落下想定個所である対物レンズの磁極の下（図２の例では、試料の面方向であって、対物レンズの上磁極先端と電極板間に規定される間隔間）外にウェーハが移動した後に、励磁をＯＦＦにするようにしても良い。
【００３０】
また、異物を落下させた後、励磁状態を復旧させる際には、すぐに励磁をＯＮにすると、落下させた異物をもとに戻してしまう可能性があるので、所定時間後、或いは試料ステージを移動させた後に、励磁状態を復旧させるようにすると良い。
【００３１】
異物除去工程の実施タイミングは、所定時間ごとに行うようにしても良いし、別に設けられた異物検出装置による検出結果が所定の値を上回った場合に行うようにしても良い。また、所定の処理ウェーハ枚数ごとに異物除去処理を行うようにしても良い。制御部２０は、時間，ウェーハ枚数、及び／または異物検出装置等に基づいて発せられるトリガに基づいて、異物除去（対物レンズの励磁電流のＯＦＦ、或いは弱励磁）を行う。
【実施例２】
【００３２】
図３は第２の実施例であり、図１に示した第１の実施例に加えて、試料の予備真空室であるロードロック室３０と、ウェーハを搬送するための試料ステージ９を備え、真空試料室３１と前記ロードロック室３０はゲートバルブ３２を介して隣接している。
【００３３】
本発明による対物レンズの励磁制御（ＯＮ／ＯＦＦ切り替え）の一連の動作を説明する。真空試料室３１内部は所定の真空度に保たれているものとする。
【００３４】
ウェーハ８は、図示しない搬送ロボットによりロードロック室３０内に搬入される。この時点で、ロードロック室３０内は大気圧下にあるため、真空ポンプにより所定の真空度に排気される。前記ロードロック室３０が所定の真空度に排気された状態で、前記ロードロック室３０と前記真空試料室３１との間にあるゲートバルブ３２を開く。前記ゲートバルブ３２の開放のタイミングに合わせて、対物レンズの励磁をＯＦＦまたは試料観察時よりも弱励磁状態にし、試料観察に入る前に、対物レンズに付着している異物を予め落下させておく。その後、ウェーハ８が前記真空試料室３１内に配置された試料ステージ９上に搬送される。その後、前記ゲートバルブ３２を閉じる。前記ゲートバルブ３２を閉じるタイミングに合わせて対物レンズの励磁をＯＮし、前記試料ステージ９が前記真空試料室
３１内を移動してウェーハ８の電子顕微鏡観察を行う。
【００３５】
本実施例では、前記ゲートバルブの開閉に同期させて、対物レンズの励磁をＯＦＦまたは弱励磁状態とすることで、搬送シーケンスの処理時間に影響を与えることなく、対物レンズ表面に付着した異物の影響を低減できる。
【実施例３】
【００３６】
図４は第３の実施例であり、前記対物レンズ６の電子ビーム通路に加速円筒４０を配置し、配置された前記加速円筒４０に１次電子ビーム１を加速する正電圧を印加して、前記加速円筒４０とウェーハ８との間に１次電子ビーム１を減速する電界を形成する。これにより、前記対物レンズ６内を通過するときの１次電子ビーム１の加速電圧を最終の加速電圧より高くすることができるため、対物レンズ６で発生する収差によるビームのぼけを少なくすることができ、低加速電圧領域で空間分解能の高い走査像を得られる。また、対物レンズ６のレンズ中心を決定している上磁極と電極板である前記加速円筒４０を兼用とした場合、静電レンズと磁界レンズのずれを生じることがなく、静電レンズと磁界レンズのレンズ中心位置をも一致できる利点があり、電子光学系が複雑にならずに安易に制御を行える利点がある。しかし、加速円筒に約＋５ｋＶ程度の正電位を印加すると試料に強電界がかかり、試料表面上に帯電した異物が存在した場合には、強電界に引かれて加速円筒
４０先端部の電極表面に異物が付着する問題が生じる。
【００３７】
本実施例では、前記対物レンズ６の励磁制御（ＯＮ／ＯＦＦ切り替え）のタイミングに同期させて、前記加速円筒４０とウェーハ８との間に形成した電界をＯＦＦまたは試料観察時よりも弱電界状態（低電圧）とすることで、加速円筒４０の電極板表面に電界によって付着していた異物を除去して清浄化することができ、試料表面上に異物が付着する問題を防止できる。
【実施例４】
【００３８】
本発明の別の一形態としては、上述の作業を繰り返し実行すると、作業回数が増えるにつれて真空試料室３１内に発生する異物数も増加していくものと予想されるため、例えば、ウェーハ数枚観察後に特定の試料を搬入して、真空試料室３１内の定期クリーニングを実施する。この作業は、上述の実施例１における作業とは反対に、特定の試料が搬入された場合にのみ、試料観察時に対物レンズ６の励磁をＯＦＦまたは通常の試料観察時よりも弱励磁状態とし、これまでの観察で前記対物レンズ６に付着した異物を故意に試料表面に落下付着させる。これにより、発生した異物のクリーニングができ、異物の影響を低減できるため、次の観察時にはより安定した試料観察を行うことができる。その具体例を図５のフローチャートを用いて説明する。図５は、異物を除去するための試料を用いて、異物除去を行う手順を示すフローチャートである。
【００３９】
特に半導体測定，検査を行う装置では、レシピと呼ばれる装置の動作プログラムに基づいて、連続的に試料を自動測定，検査する。このような装置では、極力装置の停止時間を短縮化することが求められている。このような装置において、異物除去に要する時間を抑制するためには、通常の測定，検査プロセス内に、異物除去工程を含ませることが望ましい。図５はそのために、異物を除去するための試料を用いて、異物除去を行う手順を示すフローチャートである。
【００４０】
測定、或いは検査が行われた試料が試料室より排出（Ｓ５００１）された後に、制御部２０はレシピ等の設定により、異物除去指示が出ているか否かを判断（Ｓ５００２）し、指示が出ていない場合は、次の測定、或いは検査対象試料を試料室に導入する（Ｓ5008）。
【００４１】
しかしながら、異物除去指示が出ている場合には、異物除去用の試料を試料室内に導入する（Ｓ５００３）。その後、異物除去用の試料が対物レンズ下に配置されていることを確認（Ｓ５００４）した上で、対物レンズの励磁電流がＯＦＦ、或いは弱励磁となるように制御される（Ｓ５００５）。なお、ここで言うところの弱励磁とは、通常、電子ビームを試料上に集束するために用いられる励磁電流より低い電流であり、電子ビームを用いて、試料上を走査するときに用いられる励磁電流より低いものである。
【００４２】
更に、Ｓ５００４では、試料への印加電圧をオンにすることによって、異物除去用試料に落下した異物を静電吸着させるようにする。このように単に異物を落下させるだけではなく、その異物をしっかり試料上に保持するような構成とすることで、試料室内での二次的な異物の飛散を効果的に抑制することが可能となる。
【００４３】
本例では、対物レンズをＯＦＦ或いは弱励磁にしつつ、試料への印加電圧をオンにするという、通常の電子顕微鏡の使用状態とは異なる装置状態とすることによって、対物レンズ等に付着した異物を効果的に除去することが可能となる。
【００４４】
また、試料が導体であっても、絶縁体であっても、静電誘導、或いは誘電分極の作用により、異物を試料上に保持することができる。本例にて説明する走査電子顕微鏡は、試料に負の電圧を印加することにより、電子ビームの試料への到達エネルギーを減速させるリターディング技術が採用されている。このリターディング技術は、電子ビームの対物レンズの通過エネルギーを高く維持することによる高分解能化と、試料への到達エネルギーを低くすることによる低ダメージ化の両立を実現するための技術であるが、本例では、当該リターディング技術を、異物除去にも適用した。
【００４５】
なお、本例では、リターディング技術を利用して、異物除去用試料への異物吸着を行っているが、これに限られることはなく、例えば試料自体に静電吸着力等を発生する機能を備えておき、対物レンズ電流ＯＦＦ或いは弱励磁の際に、吸着力を発生させるようにして、試料室内に異物が落下することを防ぐことも可能である。
【００４６】
更に、異物除去用の試料は、半導体ウェーハと同形状としておけば、半導体ウェーハと同じ搬送機構を用いた試料室への搬入が可能となる。また、半導体ウェーハと同じ大きさにしない場合は、真空室内での移動自由度を考慮して、なるべく試料を小型化することが望ましい。但し、落下する異物を受け止めるという機能上、異物が吸着する部分（例えば対物レンズの上磁極）より大きな径の試料であることが望ましい。
【００４７】
また、異物除去用試料がなくても、試料ステージ上から試料を除去した状態で、異物を落下させるようにすれば、試料上に異物等が落下するという事態を防ぐことができるが、試料室内から異物を漏れなく除去するという観点からは、異物除去用の試料を用いて異物除去することが望ましい。
【００４８】
ここでは異物除去後、異物除去用の試料が対物レンズ下より離れた状態にて、対物レンズの励磁電流をオンにする必要がある。試料が対物レンズ下に残された状態で、対物レンズの励磁電流をオンにすると、異物を再付着してしまう可能性があるので、異物を落下させた個所に、対物レンズの集束磁場が及ばない距離まで試料を離間させた後に、対物レンズの励磁電流をオンにする必要がある。そのために例えば、試料が試料室外に排出されたときに、励磁電流をもとに戻すことが考えられる。但し、より高速に装置を立ち上げたい場合には、試料室とロードロック室間を試料が移動している間であって、試料が対物レンズから所定距離離れた際に、励磁電流を元に戻すようにしても良い。
【００４９】
少なくとも異物を対物レンズに再付着させないために、異物の落下個所が、対物レンズの漏洩磁場の影響下から離脱した時点で、対物レンズの励磁電流をオンにすることが望ましい。少なくとも対物レンズの磁極直下の試料領域（異物が落下した個所）が、対物レンズ磁極下より離脱した以降に、励磁電流をオンにすることが望ましい。
【００５０】
異物除去指示は、例えば所定時間ごと、所定数の試料測定ごと、或いは任意の指示に応じて設定されるものであり、制御部２０はそれらの指示に基づいて、対物レンズの励磁電流をＯＦＦにするような処理を行う。装置は稼動効率を高めるべく、異物除去指示が出ない限り、或いは他の何等かの励磁電流ＯＦＦの指示が出ない限り、各構成要素に対する電流，電圧の印加状態を維持する構成となっている。
【００５１】
半導体パターンの測定，検査を行う走査電子顕微鏡は、装置の稼動効率を高めるために、常時、或いは長期間、装置が稼動し続けている。このような装置では、試料が試料室に導入されていない場合であっても、対物レンズの励磁を所定状態に維持することで、試料が試料室に導入されたときに、即座に測定や検査が開始できるように構成されている場合がある。このような装置では、異物を除去するときに、選択的に励磁電流をＯＦＦ或いは弱励磁にする上述の例は非常に有効であり、装置の稼動効率を高い状態に維持しつつ、適正なクリーニングを行うことが可能となる。
【００５２】
なお、対物レンズの励磁を弱励磁にする場合の励磁電流は、通常の測定，検査時のものより低い値となる。対物レンズは、通常測定条件等に応じて、励磁電流の可変可能範囲内での調整が可能であるが、その範囲を更に下回る値に励磁電流を設定することで、異物を落下させる。
【００５３】
上述の説明では、対物レンズの励磁条件（励磁電流）をＯＦＦ、或いは弱励磁にすることについて、説明をしたが、これに限られることはなく、異物を吸着する可能性のある他の電極や磁路の異物除去のために、印加電圧をＯＦＦ、或いは印加電圧低下を行うようにしても良い。
【００５４】
また、対物レンズの励磁電流と加速円筒への印加電圧を併せてＯＦＦ、或いは低下させることで、異物の落下を行うようにしても良い。
【図面の簡単な説明】
【００５５】
【図１】走査電子顕微鏡の概略を説明する図。
【図２】異物の吸い上げ，落下，付着のメカニズムを説明する図。
【図３】ロードロック室を備えた走査電子顕微鏡の概略を説明する図。
【図４】加速円筒を備えた走査電子顕微鏡の概略を説明する図。
【図５】異物除去処理の手順を示すフローチャート。
【符号の説明】
【００５６】
１  １次電子ビーム
２，３  ２次電子
４  陰極
５  コンデンサレンズ
６  対物レンズ
７  走査偏向器
８  試料（ウェーハ）
９  試料ステージ
１０  変換電極
１１  ２次電子検出器
２０  制御部
３０  ロードロック室
３１  真空試料室
３２  ゲートバルブ
４０  加速円筒
【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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