(57)【要約】【課題】荷電粒子ビーム装置を半導体製造過程で使用することができるようにすると共に、大がかりな設備や装置を使用することなく試料の帯電を防止することができるようにする。【解決手段】鏡筒１０に配置された荷電粒子光学系を介して荷電粒子ビームを試料２１に集束し照射する走査電子顕微鏡１００の対物レンズ１４と試料２１との間に、導電性を有すると共に荷電粒子ビームが通過する開口部１１３を備えた帯電防止部材１１０を配置し、この帯電防止部材１１０は、試料面上の荷電粒子ビーム照射点から見て荷電粒子光学系の一部を覆う大きさに構成され、かつ、内部にガスが導入される流路１１４，１１５と、前記流路に連結され前記試料面上の荷電粒子ビーム照射点に向けてガスを放出する放出口１１６を備える。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
鏡筒に配置された荷電粒子光学系を介して荷電粒子ビームを試料に集束し照射する荷電粒子ビーム装置において、
前記荷電粒子光学系と試料との間に、導電性を有すると共に荷電粒子ビームが通過する開口部を備えた板状部材を備え、
前記板状部材は、試料面上の荷電粒子ビーム照射点から見て前記荷電粒子光学系の少なくとも一部を覆う大きさであり、かつ、内部にガスが導入される流路と、前記流路に連結され前記試料面上の荷電粒子ビーム照射点に向けてガスを放出する放出口を備え、上記板状部材が帯電防止機能を果たすように構成したことを特徴とする荷電粒子ビーム装置。
【請求項２】
前記板状部材と試料との間のコンダクタンスを、前記板状部材と荷電粒子光学系との間のコンダクタンスより大きくすることを特徴とする請求項１の荷電粒子ビーム装置。
【請求項３】
前記板状部材の試料に対向する面にはガスの放出口を少なくとも1個設けることを特徴とする請求項１または２の荷電粒子ビーム装置。
【請求項４】
前記試料もしくは試料を保持する保持部材と、前記板状部材の導電部に、各々電圧を印加することを特徴とする請求項１ないし３のいずれかの荷電粒子ビーム装置。
【請求項５】
前記板状部材の導電部に印加する電圧は負電圧であり、前記試料もしくは試料の保持部材に印加する電圧と、ほぼ等しくするか、または、小さくすることを特徴とする請求項４の荷電粒子ビーム装置。
【請求項６】
前記板状部材は、鏡筒下部に配置された対物レンズの下側磁極に対して、絶縁されて固定されることを特徴とする請求項１ないし５のいずれかの荷電粒子ビーム装置。
【請求項７】
前記板状部材の開口部の直径を数ミリメートルとすることを特徴とする請求項１ないし６のいずれかの荷電粒子ビーム装置。
【請求項８】
前記板状部材は、鏡筒下部に配置された対物レンズの下側磁極部材として構成したことを特徴とする請求項１ないし７のいずれかの荷電粒子ビーム装置。
【請求項９】
前記荷電粒子ビーム光学系は、前記荷電粒子ビームを透過させる内筒をその内部に備え、該内筒に正電圧を印加し、試料および板状部材を接地することにより、前記板状部材が帯電防止機能を果たすように構成したことを特徴とする請求項１ないし３、請求項６ないし７のいずれかの荷電粒子ビーム装置。
【請求項１０】
荷電粒子ビームを荷電粒子光学系により試料に集束させ照射する荷電粒子ビーム装置において、
荷電粒子光学系の対物レンズに配置された非磁性部材の、荷電粒子光学系の光路に対向する面、及び、試料面に対向する面を導電性とし、内部にガスの流路を設け、試料に対向する面に、試料面上の荷電粒子ビーム照射点に向けてガスを噴出する放出口を備えたことを特徴とする荷電粒子ビーム装置。
【請求項１１】
前記非磁性部材の下面と試料面との間のコンダクタンスは、前記非磁性部材の荷電粒子光学系の光路に沿ったコンダクタンスより大きいことを特徴とする請求項１０の荷電粒子ビーム装置。
【請求項１２】
前記非磁性部材は、試料面に対向する面を有する試料側部材と、荷電粒子光学系の光路に対向する面を有する光学路側部材とに分割して構成され、互いに電気的に絶縁して配置され、
前記試料もしくは試料の保持部材と、前記帯電防止部材の試料側部材とに各々電圧を印加されることを特徴とする請求項１０または１１の荷電粒子ビーム装置。
【請求項１３】
前記非磁性部材の試料面に対向する面に印加される電圧は負電圧であり、前記試料、もしくは前記試料の保持部材に印加する電圧に対して、ほぼ等しくするか、または小さくすることを特徴とする請求項１２の荷電粒子ビーム装置。
【請求項１４】
前記ガスは、前記ガスは、窒素、アルゴン、酸素、及びオゾンから選ばれた少なくとも１種のガスからなることを特徴とする請求項１ないし１３のいずれかの荷電粒子ビーム装置。
【請求項１５】
前記荷電粒子光学系は、前記荷電粒子ビームが通過する内筒をその内部に備え、該荷電粒子光学系を介して荷電粒子ビームを試料に集束し照射する荷電粒子ビーム装置において、
前記内筒に正電圧を印加し、前記試料および前記非磁性部材を接地することにより、前記非磁性部材が帯電防止機能を果たすように構成したことを特徴とする請求項１０ないし１２および請求項１４のいずれかの荷電粒子ビーム装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子線やイオンビーム等の荷電粒子をビームをウェハ等の試料に照射するための走査電子顕微鏡、半導体製造装置、電子線露光装置、イオン注入装置等の荷電粒子ビーム装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、荷電粒子ビーム装置である走査電子顕微鏡などにおいて、電子ビーム照射による試料の帯電（チャージング）を防止する方法は種々あり、その一つとして、試料をメタルや導電性の薄膜で覆う方法がある。
【０００３】
また、ＣＤ−ＳＥＭなどの走査電子顕微鏡では、特許文献１、特許文献２に開示されているように、チャンバー内部の試料近傍にノズルを設置し、Ｎ２、Ａｒ、Ｏ３などのガスを試料面上に存在させ、帯電を防止する技術が提案されている。
【０００４】
しかしながら、半導体製造工程においては、試料であるウェハにメタルなどをコーティングしてしまうと、当該ウェハをそのままその後の工程に流すことができなくなる。また、試料であるマスクを導電性の薄膜で覆ってしまうと、当該薄膜の剥離処理が必要になり、剥離処理しきれずに残った残膜が欠陥になってしまうこととなる。
【０００５】
また、近年の高分解能の電子光学系においては、例えば特許文献３、特許文献４に開示されているように、試料と対物レンズの間に減速場（リターディング）としての電場があり、ガスを放出するノズルを対物レンズ下部の試料近傍に配置すると放電してしまうため、このようなノズルを配置できないこととなる。
【０００６】
また、高分解能化を図るためには、電子光学系のワークディスタンスを小さくせざるを得ない。このため、試料と電子光学系の下部との間に、例えば、非特許文献1に開示されたようにノズルを配置できない場合がある。
【０００７】
ざらに、非特許文献１の図面（図９参照）に開示されるように、ガスの導入システムや真空度の制御で装置が大がかりになる他、真空度の悪化にともなう荷電粒子光学系の解像度の劣化という課題がある。
【特許文献１】特開２００５−２３５７７７号公報
【特許文献２】特開２００４−３２７３０２号公報
【特許文献３】特許３０１４９９８６号公報
【特許文献４】特開２００３−１８７７３３号公報
【非特許文献１】「局所ガス導入によるＲｅｖｉｅｗ  ＳＥＭのチャージ低減  Ｃｈａｒｇｉｎｇ  Ｒｅｄｕｃｔｉｏｎ  ｉｎ  ａ  Ｒｅｖｉｅｗ  ＳＥＭ  ｂｙ  Ｌｏｃａｌ  Ｇａｓ  Ｉｎｊｅｃｔｉｏｎ」（ＬＳＩテスティングシンポジウム  ２００５会議録，Ｈ１７．１１．９−１１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
上述した従来の荷電粒子ビーム装置では、試料の帯電を防止するために様々な手段が採用されているが、半導体製造過程においてウェハにメタルコーティングを行うことができないし、また、チャンバー内にガスを導入するには装置や設備が大がかりになってしまうという問題がある。
【０００９】
そこで、本発明は、上記問題点を解決して半導体製造過程で使用することができると共に、大がかりな設備や装置を使用することなく試料の帯電を防止することができる荷電粒子ビーム装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明では、上記課題を解決するため、帯電防止部材であると共に、ガス導入部材でもあるＣＰＰ（Ｃｈａｒｇｅ  ｐｒｅｖｅｎｔｉｖｅ  ｐｌａｔｅ）を荷電粒子光学系に設置することにより、帯電を防止すると共に、的確に試料近傍にガスを導入するとともに、上記ＣＰＰに差動排気の機能をもたせた荷電粒子ビーム装置を提供する。
【００１１】
請求項１の発明は、鏡筒に配置された荷電粒子光学系を介して荷電粒子ビームを試料に集束し照射する荷電粒子ビーム装置において、前記荷電粒子光学系と試料との間に、導電性を有すると共に荷電粒子ビームが通過する開口部を備えた板状部材を備え、前記板状部材は、試料面上の荷電粒子ビーム照射点から見て前記荷電粒子光学系の少なくとも一部を覆う大きさであり、かつ、内部にガスが導入される流路と、前記流路に連結され前記試料面上の荷電粒子ビーム照射点に向けてガスを放出する放出口を備え、上記板状部材が帯電防止機能を果たすように構成したことを特徴とする荷電粒子ビーム装置である。
【００１２】
請求項２の発明は、請求項１の荷電粒子ビーム装置において、前記板状部材と試料との間のコンダクタンスを、前記板状部材と荷電粒子光学系との間のコンダクタンスより大きくすることを特徴とする。
【００１３】
請求項３の発明は、請求項１または２の荷電粒子ビーム装置において、前記板状部材の試料に対向する面にはガスの放出口を少なくとも1個設けることを特徴とする。
【００１４】
請求項４の発明は、請求項１ないし３のいずれかの荷電粒子ビーム装置において、前記試料もしくは試料を保持する保持部材と、前記板状部材の導電部に、各々電圧を印加することを特徴とする。
【００１５】
請求項５の発明は、請求項４の荷電粒子ビーム装置において、前記板状部材の導電部に印加する電圧は負電圧であり、前記試料もしくは試料の保持部材に印加する電圧と、ほぼ等しくするか、または、小さくすることを特徴とする。
【００１６】
請求項６の発明は、請求項１ないし５のいずれかの荷電粒子ビーム装置において、前記板状部材は、鏡筒下部に配置された対物レンズの下側磁極に対して、絶縁されて固定されることを特徴とする。
【００１７】
請求項７の発明は、請求項１ないし６のいずれかの荷電粒子ビーム装置において、前記板状部材の開口部の直径を数ミリメートルとすることを特徴とする。
【００１８】
請求項８の発明は、請求項１ないし７のいずれかの荷電粒子ビーム装置において、前記板状部材は、鏡筒下部に配置された対物レンズの下側磁極部材として構成したことを特徴とする。
【００１９】
請求項９の発明は、請求項１ないし３、請求項６ないし７のいずれかの荷電粒子ビーム装置において、前記荷電粒子ビーム光学系は、前記荷電粒子ビームを透過させる内筒をその内部に備え、該内筒に正電圧を印加し、試料および板状部材を接地することにより、前記板状部材が帯電防止機能を果たすように構成したことを特徴とする。
【００２０】
請求項１０の発明は、荷電粒子ビームを荷電粒子光学系により試料に集束させ照射する荷電粒子ビーム装置において、
荷電粒子光学系の対物レンズに配置された非磁性部材の、荷電粒子光学系の光路に対向する面、及び、試料面に対向する面を導電性とし、内部にガスの流路を設け、試料に対向する面に、試料面上の荷電粒子ビーム照射点に向けてガスを噴出する放出口を備えたことを特徴とする荷電粒子ビーム装置である。
【００２１】
請求項１１の発明は、請求項１０の荷電粒子ビーム装置において、前記非磁性部材の下面と試料面との間のコンダクタンスは、前記非磁性部材の荷電粒子光学系の光路に沿ったコンダクタンスより大きいことを特徴とする。請求項１０の荷電粒子ビーム装置において、前記部材の下面と試料面との間のコンダクタンスは、前記帯電防止部材の荷電粒子光学系の光路に沿ったコンダクタンスより大きいことを特徴とする。
【００２２】
請求項１２の発明は、請求項１０または１１の荷電粒子ビーム装置において、前記非磁性部材は、試料面に対向する面を有する試料側部材と、荷電粒子光学系の光路に対向する面を有する光学路側部材とに分割して構成され、互いに電気的に絶縁して配置され、前記試料もしくは試料の保持部材と、前記帯電防止部材の試料側部材とに各々電圧を印加されることを特徴とする。
【００２３】
請求項１３の発明は、請求項１２の荷電粒子ビーム装置において、前記非磁性部材の試料面に対向する面に印加される電圧は負電圧であり、前記試料、もしくは前記試料の保持部材に印加する電圧に対して、ほぼ等しくするか、または小さくすることを特徴とする。
【００２４】
請求項１４の発明は、請求項１ないし１３のいずれかの荷電粒子ビーム装置において、前記ガスは、前記ガスは、窒素、アルゴン、酸素、及びオゾンから選ばれた少なくとも１種のガスからなることを特徴とする。
【００２５】
請求項１５の発明は、請求項１０ないし１２および請求項１４のいずれかの荷電粒子ビーム装置において、前記荷電粒子光学系は、前記荷電粒子ビームが通過する内筒をその内部に備え、該荷電粒子光学系を介して荷電粒子ビームを試料に集束し照射する荷電粒子ビーム装置において、前記内筒に正電圧を印加し、前記試料および前記非磁性部材を接地することにより、前記非磁性部材が帯電防止機能を果たすように構成したことを特徴とする。
【発明の効果】
【００２６】
本発明に係る荷電粒子ビーム装置によれば、板状部材及び非磁性部材の放出口から試料の荷電粒子ビーム照射点に放出されたガスは電子ビームの１次電子、もしくは２次電子や反射電子と反応してイオン化し、当該イオンが試料表面の電子と反応して試料の負電荷を取り除き帯電を防止することができる。この際、板状部材及び非磁性部材からのガスは荷電ビームの照射点に向け放出されるから、効率よく試料の荷電ビームの照射点近傍に配置される。このため放出されるガスの量を少ないものとすることができ、荷電粒子ビーム装置の設備装置を大がかりにする必要がなくなる。
【００２７】
また、本発明では、板状部材及び非磁性部材の電圧を試料電圧（負電圧）とほぼ等しくするか、または小さくするから、帯電防止部材と試料との電位差を小さくすることができ、試料の帯電と、放電とを防止することができる。
【００２８】
さらに、板状部材及び非磁性部材下面と試料面との間のコンダクタンスは、帯電防止部材の荷電粒子光学系の光路に沿ったコンダクタンスより大きくすることから、例えば試料が載置された試料室内に噴出されたガスや、試料に照射される一次電子、試料から発生した二次電子や反射電子などにより噴射されたガスがイオン化したイオンなどが板状部材及び非磁性部材の開口部を介して、鏡筒内に進入することなく、荷電粒子光学系が配置された鏡筒と、試料が配置された試料室とが独立に分離して排気される差動排気の役割を果たすこともできる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２９】
以下、本発明に係る荷電粒子ビーム装置の実施の形態について説明する。図１は第１の実施の形態に係る荷電粒子ビーム装置の構造を示す断面図、図２は図１に示した荷電粒子ビーム装置の荷電粒子光学系下部を示す横断面図、図３は図２に示した帯電防止部材を示す図であり、（a）は縦断面図、（ｂ）は平面図である。
【００３０】
本例では、荷電粒子ビーム装置として荷電粒子光学系を鏡筒１０内に配置した走査電子顕微鏡１００を例として説明する。この走査電子顕微鏡１００において、鏡筒１０の上部には電子線源１１が配置され、この電子線源１１から発生した電子ビーム４１は、アライメントコイル１２（第1偏向手段）、スティグコイル１３（第２偏向手段）で偏向され、対物レンズ１４（倍率調整手段）で倍率調整され、試料２１上を走査する。そして、試料２１から発生する２次電子、反射電子などの荷電粒子４２は検出器３０で検出され、図示しないモニター等の画像表示手段で試料像が表示される。
【００３１】
本例では、走査電子顕微鏡１００の荷電粒子光学系には、板状材部材として帯電を防止する部材であると共に、ガスを導入する部材である帯電防止部材１１０を設けるようにしている。この帯電防止部材１１０は、ＣＰＰ（Ｃｈａｒｇｅ  ｐｒｅｖｅｎｔｉｖｅ  ｐｌａｔｅ）と称され、本例では、試料の荷電粒子照射個所に向けガスを放出する他、負の電圧が印加されるものとして構成される。なお、後述するように、試料２１と共に、接地（アース）することもでき、同時に、荷電粒子光学系を配置いした鏡筒１０全体を正電圧に印加することもできる。
【００３２】
本例では、荷電粒子光学系の下部には対物レンズ１４が配置されている。対物レンズ１４はコイル１４１と磁極１４２と偏向器１４３とから構成されており、電子線源１１から発光された電子ビーム４１は、偏向器１４３で偏向され、コイル１４１で磁化された磁極１４２で集束され、試料２１に照射される。偏向器１４３は、例えば８極静電偏向器であり、試料２１は、試料ホルダ１２２に保持されている。
【００３３】
そして、本例では、対物レンズ１４と試料２１の間には帯電防止部材１１０が配置されている。帯電防止部材１１０は、絶縁体で形成された固定部１２１を介して磁極１４２に取り付けられている。本例では帯電防止部材１１０の厚さは、数ｍｍ程度であり、対物レンズ１４、試料２１に接触することなく、対物レンズ１４と試料２１との極めて狭い間隙に配置されている。
【００３４】
本例では、帯電防止部材１１０は電圧Ｖｃに試料２１は試料ホルダ１２２を介して電圧Ｖｓに印加されている。ここで、各電圧Ｖｃ、Ｖｓは負電圧である。また対物レンズ１４は接地（アース）されている。
また、上記実施例の変形例として、帯電防止部材１１０を、鏡筒下部に配置された対物レンズ１４の下側磁極部材として構成することもできる。この場合、対物レンズ１４の上側磁極と下側磁極が電気的に絶縁されていなければならない。上側磁極と下側磁極の間にスペーサ（絶縁部材）を配置することによって、上側磁極と下側磁極とを電気的に絶縁することができ、下側磁極内にガス導入のための流路を下側磁極の形状に沿って穿孔し（くり抜き）、配置することによっても本例と同様の効果を奏する。
【００３５】
帯電防止部材１１０は、図３に示すように、２枚の板材１１１，１１２を接合して構成され、中央に電子線透過用の開口部１１３を形成している。また、前記板材１１１，１１２の間には円周方向の流路１１４と、放射方向の４本の流路１１５とが形成され、これらの流路１１４，１１５は、開口部１１３周縁縁において４つの放出口１１６を形成している。また、本例では、前記放出口１１６近傍の流路１１５は、試料２１面上の電子ビーム照射点へ向けて傾斜して形成されている。また、流路１１４はガス導入配管１１７に接続されており、図示していないガス供給装置から、窒素（Ｎ２）、アルゴン（Ａｒ）などの不活性ガス、または酸素（Ｏ２）、オゾン（Ｏ３）などのガスが供給される。なお、実施例では窒素（Ｎ２）を用いるものとしている。
【００３６】
本例では、前記放出口１１６近傍の流路１１５は試料２１面上の電子ビーム照射点へ向けて傾斜して形成されているので、所定の状態で窒素ガスを１１４から放出すると、窒素ガスが試料面の電子ビーム照射点に向け放出される。本例では、この放出されたガスＧは電子ビームの１次電子、もしくは２次電子や反射電子と反応してイオン化し、当該イオンが試料２１表面の電子と反応して試料２１の負電荷を取り除き帯電を防止する。この際、ガスＧは荷電ビームの照射点に向け放出されるから、効率よく試料の荷電ビームの照射点近傍に配置でき、ガスの量を少ないものとすることができる。
【００３７】
なお、このガス放出口には、自動に傾動可能なノズルを配置することができ、ガス放出の角度を変えるものとすることができる。また、上記実施例では、帯電防止部材１１０の開口部１１３周縁に４つの放出口を設けているが、放出口の数及び配置状態はこれに限定されず、開口部１１３周縁にスリットを設けガスを放出できるようにしたり、ガス放出口を６つ、８つ・・・、に増やしたりすることもできる。
【００３８】
ここで、試料の帯電量を小さくする手法について説明する。試料の帯電量を小さくする手法は以下のように説明することができる。試料がマスク（クォーツなど）の絶縁体の場合、マスク表面と鏡筒下部間の静電容量をＣo、マスクの静電容量をＣｓ、試料表面の電位をＶgとすると、図６に示すような等価図として示すことができ、下式（１）で示す等価回路で表わすことができる。なお、図６の場合、接地（アース）したグラウンド電位を０Ｖとしている。
【００３９】
Ｖg＝ＶｓＣo／（Ｃｓ＋Ｃo）・・・（１）
Ｃo：マスク表面と鏡筒下部間の容量
Ｃｓ：マスクの容量
Ｖｇ：試料表面の電位
【００４０】
式（１）により、Ｖgを小さくするためには、マスク表面と鏡筒下部間の容量Coを小さくなるようにすればよいことが分かる。
【００４１】
即ち、
Ｃｓ≫Ｃｏ  ・・・（２）
ただし、Co=ε０S / d
Ｓ：開口部面積
d：マスクと鏡筒下部の距離
とすれば、試料表面の電位Ｖgを小さくすることができる。
【００４２】
また、別の手法として、マスク表面とＣＰＰ間の電場を小さくすることがある。即ち、一様な電場Ｅ中のマスク（誘電体板）に表れる分極電荷の面密度σgは、
σg＝ε０(ε*−1)E／ε０  ・・・（３）  
で表わされる。
このとき、電場Ｅを小さくするほど分極電荷は小さくなる。即ち、試料ホルダとＣＰＰに印加する電圧をほぼ等しくすると電場Ｅは小さくなる。また、ＣＰＰの開口部の大きさを小さくするほど、漏れ電場は小さくなり、電場Ｅは小さくなる。
【００４３】
次に本発明に係る荷電粒子ビーム装置の他の例について説明する。図４は第２の実施の形態に係る荷電粒子ビーム装置の構造を示す断面図、図５は第２の実施の形態に係る荷電粒子光学系下部の拡大図である。
【００４４】
。
本例に係る荷電粒子ビーム装置の荷電粒子光学系では、対物レンズ２００の下側磁極２０２に非磁性部材として帯電防止部材２１０を嵌め込み固定している。本例では対物レンズ２００は上側磁極２０１と下側磁極２０２の内部に配置したコイル２０３とから構成されている。
【００４５】
本例では、帯電防止部材２１０は非磁性体で形成されており、その中央に電子線通過用の開口２１４が開設されている。また、帯電防止部材２１０には開口２１４の周囲に試料２１の電子線照射個所に向けガスを放出する放出口２１１が４つ軸対称に開設されている他、この放出口２１１にガスを導入する流路２１２が形成されている。また、流路２１２にはガス導入配管２１３が接続されており、図示していないガス供給装置から、窒素（Ｎ２）、アルゴン（Ａｒ）などの不活性ガス、または酸素（Ｏ２）、オゾン（Ｏ３）などのガスが供給される。
【００４６】
本例では上記第１の例と同様に、帯電防止部材２１０は電圧Ｖｃに、試料２１は試料ホルダ１２２を介して電圧Ｖｓに印加されている。ここで、各電圧Ｖｃ、Ｖｓは負電圧であり、対物レンズ２００は接地（アース）されている。
【００４７】
また、本例では、図５に示すように、帯電防止部材２１０は、上側磁極２０１との間には非磁性部材２２１設置し、非磁性部材２２１と帯電防止部材２１０との間は、電気的に通電しないように数ｍｍ程度の隙間２２３を設け、内側から絶縁体２２２を取り付けるものとしている。ここで、帯電防止部材２１０の、試料２１に対向した面（放出口２１１が配置された面）および荷電粒子ビームの光軸に沿った側面の箇所を導電性に保っておく。さらに、非磁性部材２２１の、荷電粒子ビームの光軸に沿った側面も導電性に保っておく。帯電防止部材２１０の上記試料２１に対向した面（放出口２１１が配置された面）に負電圧Ｖｃを印加する。
【００４８】
本例では、帯電防止部材２１０の放出口２１１近傍の流路２１２は、試料２１面上の電子ビーム照射点へ向けて傾斜しているので、窒素ガスを試料面上の電子ビーム照射点に向けに放出できる。なお、この放出口には、自動に傾動可能なノズルを設けることもでき、ガス放出の角度を変えることができる。また、上記実施例では、帯電防止部材２１０には４つのガス放出口を設けているが、これに限定されず、ＣＰＰ開口部周縁全体からガスを放出できるようにスリットを形成したり、ガス放出口を６つ、８つ・・・に増やしたりすることができる。
【００４９】
以上により、本発明は、ガスを試料に放出することにより帯電を防止することができ、ガスと、電子ビームの１次電子、もしくは２次電子や反射電子と反応して、ガスがイオン化し、当該イオンが表面の電子と反応する。試料上に帯電する負電荷を取り除くことができる。
【００５０】
また、本発明では、帯電防止部材及び帯電防止部材の電圧を試料電圧（負電圧）とほぼ等しくするか、または小さくするから、帯電防止部材と試料との電位差を小さくすることができ、試料の帯電と、放電とを防止することができる。
【００５１】
次に本発明の他の実施例について説明する。この例は図２に示した例と同様の構成を備え、図７示すように、荷電粒子光学系内に内筒２３０と、−１ｋＶの電子銃とを備え、試料２１及び試料ホルダ１２２並びに帯電防止部材１１０が接地（アース）されたものである。本例では内筒２３０に＋２ｋＶの正電圧を印加し、発生した荷電粒子ビームが荷電粒子光学系内を一定のエネルギーで荷電粒子光学系内で運動した後、試料２１に近づくにつれて減速され、収束係数が小さくなり（＋２ｋＶから０ｋＶに急激に荷電粒子の加速電圧が落ちることで、減速場の勾配が大きくなり、収束係数は減少し）、急激に加速電圧が０ｋＶに落ちた状態で荷電粒子が試料面に照射されるものである。本例によれば、試料面に帯電する電子等の荷電粒子を減少させることができ、試料の帯電（チャージング）を防止することができる。
【００５２】
そして、内筒２３０を備えた他の実施例として、図８に示すものを挙げることができる。本例は、図７に示した荷電粒子ビーム装置に図筒２３０を備え、試料２１及び試料ホルダ１２２並びに帯電防止部材２１０が接地（アース）されたものである。本例では上記例と同様に、内筒２３０に＋２ｋＶの正電圧を印加する。本例によれば、上記例と同様に本例によれば、試料面に帯電する電子等の荷電粒子を減少させることができ、試料の帯電（チャージング）を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】実施の形態に係る荷電粒子ビーム装置の構造を示す断面図である。
【図２】図１に示した荷電粒子ビーム装置の荷電粒子光学系下部を示す横断面図である。
【図３】図２に示した帯電防止部材を示す図であり、（a）は縦断面図、（ｂ）は平面図である。
【図４】他の実施の形態に係る荷電粒子ビーム装置の構造を示す断面図である。
【図５】図４に示した荷電粒子光学系下部の拡大断面図である。
【図６】荷電粒子光学系下部、帯電防止部材及び試料の電気的な等価図である。
【図７】他の実施係る荷電粒子ビーム装置を示す断面図である。
【図８】他の実施係る荷電粒子ビーム装置を示す断面図である。
【図９】従来の荷電粒子ビーム装置を示す側面図である。
【符号の説明】
【００５４】
１０・・・鏡筒
１１・・・電子線源
１２・・・アライメントコイル
１３・・・スティグコイル
１４・・・対物レンズ
２１・・・試料
３０・・・検出器
４１・・・電子ビーム
４２・・・荷電粒子
１００・・・走査電子顕微鏡
１１０・・・帯電防止部材
１１１，１１２・・・板材
１１３・・・開口部
１１４・・・流路
１１５・・・流路
１１６・・・放出口
１１７・・・ガス導入配管
１２１・・・固定部
１２２・・・試料ホルダ
１４１・・・コイル
１４２・・・磁極
１４３・・・偏向器
２００・・・対物レンズ
２０１・・・上側磁極
２０２・・・下側磁極
２０３・・・コイル
２１０・・・帯電防止部材
２１１・・・放出口
２１２・・・流路
２１３・・・ガス導入配管
２１４・・・開口
２２１・・・非磁性部材
２２２・・・絶縁体
２２３・・・隙間
２３０・・・内筒
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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