JP4663406B2

JP4663406B2 - 試料ホルダとそれを用いた検査装置及び検査方法

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Publication number: JP4663406B2
Application number: JP2005157069A
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Inventors: 猛宗石
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Priority date: 2005-05-30
Filing date: 2005-05-30
Publication date: 2011-04-06
Anticipated expiration: 2025-05-30
Also published as: JP2006332505A

Description

本発明は、電子ビームやイオンビーム等を利用して半導体ウエハやマスク等の各種試料を検査または観察する際に用いる走査型電子顕微鏡、走査型イオン顕微鏡等の検査装置に用いられる試料ホルダに関し、特に、装置内部に浮遊する塵や埃が試料に飛散することを防止する構造を有する試料ホルダと、それを用いた検査装置及び検査方法に関する。

従来より、走査型電子顕微鏡（以下、ＳＥＭと称す。）を用いて半導体ウエハやマスク等の試料表面を検査、観察するには、試料に電子ビームを照射し、照射された電子が試料から２次電子や反射電子を放出させ電子検出器で検出し、電子検出器からの信号を光電変換等により画像に表す仕組みである。その際、上記試料は真空環境下にある試料室内で超音波モータ等を駆動源とするＸＹステージ等の移動手段上に搭載された試料ホルダにより保持されている。

近年、半導体素子の高集積化に伴い、半導体ウエハに形成される回路パターンの線幅は９０ｎｍ以下と細くなり、それに伴ってＳＥＭの分解能向上が強く要求されるようになっている。

この要求に応える手段として、電子ビームの加速電圧を高くした高速度の電子ビームを用いるとともにビーム径を小さくして分解能を向上させる方法が用いられている。

ここで、図６を用いて従来の試料ホルダの構造を説明する。図６（ａ）は、ＳＥＭ内の試料室内に設置され、ＸＹステージに搭載される試料ホルダ３０の斜視図、同図（ｂ）は、そのＢ−Ｂ線における断面図である。

従来の試料ホルダ３０は、半導体ウエハ等の試料３１を載置する載置部３２と、試料３１を固定し、同時に試料３１に電圧印加可能な第１電極３３とを備え、試料３１には電子銃（不図示）から放出された電子ビーム４０を照射して、試料３１を検査できるようになっている。試料３１には第１電極３３を介して負の電圧が印加され、電子ビーム４０は試料３１に照射する直前に減速するため、試料に照射した高速度の電子ビームにより２次電子の放出効率の低下や回路パターン損傷も防止する構造となっている。さらに、図７を用いて第１電極３３の構造を説明すると、上記第１電極３３は、コイルバネ等よりなる弾性部４１と、試料３１に接触して電圧を印加する先端部４２と、弾性部４１にて発生した力を先端部４２に伝達する電極本体４３と、ベース３４に固定され弾性部４１と電極本体４２を囲い保持する枠４４とからなり、電極本体４３は、ツバ４３ａと枠４４の上蓋４４ａ間に挟まれた弾性部４１により、試料３１を押さえる方向の力を受け、先端部４２により試料３１を押さえることができる。そして、電極本体４３に電圧を印加すると先端部４２より試料３１に電圧が印加できる。また、試料３１を取り外す際は、電極本体４３を上方へ持ち上げるとともに、電極本体４３の支柱４３ｂ外径と枠４４の上蓋４４ａの内径部を回転／摺動させることができ、試料３１の脱着を可能とする（特許文献１参照）。

しかしながら、負の電圧を試料３１に印加すると、ＳＥＭ内部で浮遊している塵や埃等のダストが静電吸着力により試料３１に引き寄せられるという問題が新たに発生する。ダストが試料３１に付着した場合、回路パターン間の短絡等、完成した電気回路に致命的なダメージを与えることとなる。特に、正に帯電したダストは試料３１に引き寄せられ易く大量のダストが試料３１に吸着されることとなり、試料３１に電圧を印加しない場合に比較し歩留まりが大幅に悪化するという問題を有していた。

そこで、この問題を解決する方法として、それぞれ特許文献１〜３では静電吸着を利用したダスト除去方法が提案されている。

特許文献２では、帯電したダストが浮遊する試料室内に静電吸着部材を取付け、直流電圧を印加することによりダストを静電吸着することにより、ダストが試料に吸着することを防止する方法が提案されている。

また、特許文献３では、接地した基板処理装置の処理室内にダストを静電吸着する絶縁部材を基板の上方に設置し、基板処理中に発生したダストを上記絶縁部材に静電吸着させて除去する方法が提案されている。

また、特許文献４では、大気側と処理室との間に設けられ、内部の気圧を大気圧と真空とに切り替えるエアロック室が設けられた半導体製造装置において、エアロック室内で半導体ウエハを載置したステージと対向するように正負の電極を備えたダスト吸着部を設け、静電気力によってダストを静電吸着する方法が提案されている。
特開２００４−３１９８４０号公報特開平２−２５８０４８号公報特許第３３４８２２３号公報特開平９−１６７７２５号公報

特許文献１〜４で提案されている方法はいずれも静電吸着力を利用したダスト除去方法である。このように静電吸着力を用いてダスト除去する場合の構造を図７に示す。例えば、試料３１の載置部３２の周囲に吸着電極３６を載置部３２及び試料３１、第１電極３３と離間して配置する。この吸着電極３６は、絶縁体３５と、絶縁体３５の底面から電圧を印加する吸着電極３６ａ，３６ｂとから構成され、ＳＥＭ内を浮遊する帯電したダストを静電吸着力により絶縁体３５で吸着する仕組みである。

このようなダストは、ＸＹステージを駆動させるための摺動部や案内部での摩擦摩耗やケーブル被覆の擦れ等より発生するものであり、結果、発生そのものを抑制することは困難で、正負どちらに帯電するかは各部材の材質などに左右されるため帯電する符号を制御することは難しい。そのため、図７に示すように、吸着電極３６を配置することでダスト飛散を防止する場合には、絶縁体３５の表面電位とその正負符号を考慮する必要がある。

しかしながら、引用文献１〜４で提案されている上述の方法では、電位や符号を考慮していないため、例えば、試料３１が負の電位に保持され、正に帯電したダストが試料３１に吸引されることになった場合、絶縁体３５の表面電位は負の電位にする必要がある。その際、絶縁体３５の表面電位が試料３１の印加電圧より低ければ、ダストは絶縁体３５の表面より試料３１に多く吸着されることになる。逆に、絶縁体３５の表面電位を試料３１の印加電圧より高くすると、絶縁体３５にダストを多く吸着させることができるものの、絶縁体３５の電位により加速され、大きなエネルギーが与えられたダストは、絶縁体３５を越えて吸着電極３６の内側に侵入し試料３１に吸着される。結果、回路パターン間の短絡等、電気回路に致命的なダメージを与えることとなる。この様に、静電吸着を利用したダスト除去方法では、効率的なダストの除去という課題を解決することはできなかった。

本発明は、試料の観察または検査装置内部に配置され、ダストの除去性能を上げられる試料ホルダ及びそれを用いた検査装置を提供することを目的とする。

本発明の試料ホルダは、以下のような構成を有する。

本発明の試料ホルダは、検査又は観察用の試料が載置される載置領域を有する載置部と、正または負の電圧を上記試料に印加する第１電極と、該第１電極による印加電圧と正負が逆で且つ絶対値が同等又はそれ以上の電圧が印加され、上記第１電極より離間するとともに、上記載置領域の外側であって該載置領域の周囲に配置された第２電極とを有することを特徴とする。

さらに、好ましくは、上記第２電極と載置部との間に、両者と離間して配置され、上記第１電極による印加電圧と同符号の電圧が印加される第３電極を配置したことを特徴とする。

またさらに、上記第３電極は絶縁体を備えたことを特徴とする。

さらにまた、本発明の検査装置は、上記試料ホルダを備えたことを特徴とする。

また、本発明の検査方法は、載置された試料にビームを照射し、上記試料から放出された２次電子や反射電子を電子検出器で検出することにより電子検出器からの信号を光電変換等により画像に表す上記検査装置を用い、検査中、上記試料ホルダにおける第１電極により試料に正または負の電圧が印加されるとともに、上記第２電極に試料への印加電圧と正負が逆で且つ絶対値が同等又はそれ以上の電圧が印加されることを特徴とする

本発明の試料ホルダによれば、検査又は観察用の試料が載置される載置領域を有する載置部と、正または負の電圧を上記試料に印加する第１電極と、該第１電極による印加電圧と正負が逆で且つ絶対値が同等又はそれ以上の電圧が印加され、上記第１電極より離間するとともに、上記載置領域外側であって該載置領域の周囲に配置された第２電極とを有することから、第２電極の内側に向かおうとする、第２電極と同符号に帯電したダストは、静電反発力を受け、第２電極の外側に戻されるので、試料上へのダストの吸着は、低減させられる。

また、上記第２電極と試料との間にそれぞれと離間して配置され、試料に印加された電圧と同符号の電圧が印加される第３電極を備えることにより、第２電極で反発しきれず、試料側に近づいた上記ダストを静電吸着により除去することができるため、ダストの除去
性能をさらに上げられるとともに、正または負の電圧が印加された第２電極がそれぞれ電子ビーム、イオンビームに与える影響を低減し、電子ビーム、イオンビームの直進性を確保することができる。

さらに、上記第３電極に絶縁体を装着したことで、誘電率が大きくなり、静電吸着力もこの誘電率に比例して大きくなるので、上記第３電極に吸着されたダストが振動等により再度浮遊し、試料への吸着を防止することができる。

またさらに、電子線やイオン線を利用して半導体ウエハやマスク等の試料を検査／観察する、走査型電子顕微鏡あるいは走査型イオン顕微鏡等の検査装置において使用される装置内部に浮遊するダストが試料に飛散することを防止する試料ホルダとそれを用いた検査装置とすることで、回路パターン間の短絡等、電気回路に致命的なダメージを与えることを防ぐことができる。

さらに、試料の検査中に、上記試料ホルダにおける第１電極により試料に基準電位に対して正または負の電圧を印加するとともに、上記第２電極により試料への印加電圧に対して正負が逆で且つ絶対値が同等又はそれ以上の電圧を印加させることにより、検査に起因した試料へのダストの吸着が低減され、回路パターン間の短絡等、電気回路に致命的なダメージを与えることを防ぐことができる。

図面を用いて本発明の試料ホルダ及び検査装置の最良の実施形態について説明する。

半導体ウエハやマスク等の試料表面をＳＥＭや走査型イオンビーム顕微鏡（以下、ＳＩＭと称す。）を用いて検査、観察するには、試料にビームを照射し、試料から放出させた２次電子や反射電子を電子検出器で検出し、この電子検出器からの信号を光電変換等により画像に表す仕組みである。

図１は、上記ＳＥＭ等の検査装置の構造を模式的に示す分解斜視図であり、電子銃またはイオン銃からそれぞれ放出された電子ビームまたはイオンビームからなるビーム２０がビーム銃２１から放出され、ビーム２０の照射方向と略同心円上に配置された加速電圧制御用電源（不図示）より、ビーム２０が電子ビームや負のイオンビームの場合、正の電圧、ビーム２０が正のイオンビームの場合、負の電圧が印加された加速電極２２により加速される。加速されたビーム２０は、加速電極２２の下側でビーム２０の照射方向と略同心円上に配置され、モリブデンやタングステン等の高融点金属から形成されたアパーチャ２３によりビーム径が縮小（いわゆる「ビーム絞り」）される。

次に、ビーム絞りを受けたビーム２０は、アパーチャ２３の下側でビーム２０の照射方向と略同心円上に配置され、ビーム２０に電気的な作用を与える偏向電極２４により照射方向を変化（いわゆる「電子線走査」）させられる。

そして、照射方向が変化したビーム２０は、偏光電極２４の下側でビーム２０の照射方向と略同心円上に配置される対物レンズ２５により、電磁気的な作用を受けるとともにビーム径はさらに縮小され、ビーム２０の照射方向に対し、垂直に配置、保持された試料１１に照射され、ビーム２０の照射により試料１１から２次電子や反射電子あるいはイオン粒子が放出された後、これら２次電子、イオン粒子を検出器２６で検出し、得られた電気信号を処理し画像に表し、試料１１の表面画像が得られる。

ここで、上記試料１１は、真空環境下にある試料室内で超音波モータ等を駆動源とするＸＹステージ等の移動手段上に搭載された試料ホルダ１０により保持されている。

以下、本発明に係る試料ホルダの実施形態を図２を用いて説明する。

図２（ａ）は、上記検査装置内部に配置される試料ホルダ１０の斜視図、図２（ｂ）はそのＡ−Ａ線断面図を示す。

本発明の試料ホルダ１０は、半導体ウエハやマスク等の検査／観察用の試料１１が載置される載置部１２と、試料１１に基準電位に対し所定の電圧が印加される第１電極１３と、該第１電極１３の印加電圧と異なる電圧が印加され、上記第１電極１３より離間して上記載置部１２の周囲に配置された第２電極１８とを有するものである。また、第２電極１８には第１電極１３による印加電圧と正負が逆で且つ絶対値が同等又はそれ以上の電圧を印加させることが好ましい。

上記載置部１２、第１電極１３、第２電極１８は、アルミニウム、銅、チタン及びそれらを主体とした合金やアルミナ、コージライト、窒化珪素、炭化珪素等のセラミックスからなるベース１４上にネジ締結や接着により配置されている。

先ず、第１電極１３の構造を図２（ｃ）を用いて説明する。

上記第１電極１３は、コイルバネ等よりなる弾性部４１と、試料１１に接触して電圧を印加する先端部４２と、弾性部４１にて発生した力を先端部４２に伝達する電極本体４３と、ベース１４に固定され弾性部１１と電極本体４３を囲い保持する枠４４とからなり、電極本体４３は、ツバ４３ａと枠４４の上蓋４４ａ間に挟まれた弾性部４１により、試料１１を押さえる方向の力を受け、先端部４２により試料１１を押さえることができる。そして、電極本体４３に電圧を印加すると先端部４２より試料１１に電圧が印加できる。また、試料１１を取り外す際は、電極本体４３を上方へ持ち上げるとともに、電極本体４３の支柱４３ｂ外径と枠４４の上蓋４４ａの内径部を回転／摺動させることができ、試料１１の脱着を可能とする。弾性部４１及び電極本体４３は、リン青銅等のバネ性が高い導電性材料から、先端部４２は超硬等の硬質導電体から形成することが好適である。

第１電極１３は、試料１１に照射するビーム２０である電子やイオンが、第１電極１３により印加された電圧によって試料１１に照射する直前に減速させる作用を成し、例えば
試料１１が半導体ウエハの場合等は、試料１１に形成された回路パターン等の損傷を防止するものである。

また、第１電極１３により試料１１に印加する電圧は、試料１１に照射されるビーム２０が電子ビームや負のイオンビームの場合は負の電圧を、ビーム２０が正のイオンビームの場合は正の電圧を印加するようにする。

なお、ここでいう基準電位とは、装置に使用されている電圧昇圧の基準となる電位のことであり、接地された電位（グランド）を示す。

また、第２電極１８は、第１電極１３によって試料１１に印加された電圧と正負が逆で且つ絶対値が同等又はそれ以上の電圧を印加させるものであり、上記第１電極１３より離間して載置部１２の周囲に配置する。これにより、第２電極１８の内側に向かおうとするビーム２０と正負が逆に帯電したダストは、静電反発力を受け、第２電極１８の外側に戻されるため、試料１１へのダストの吸着を低減することができる。

具体的には、電子ビームや負のイオンビームが試料１１に照射される際は、例えば、第１電極１３により試料１１に印加される負の電圧が−２．５ｋＶとすると第２電極１８の電圧を＋２．５ｋＶ以上に設定し、また、正のイオンビームが試料１１に照射される際は、試料１１に印加される正の電圧が＋２．５ｋＶとすると第２電極１８の電圧を−２．５ｋＶ以上に設定することとなる。なお、試料１１に印加される電圧の絶対値と、第２電極１８の電圧の絶対値の差は、ダストの量、ダストの電荷、及び移動速度により適宜設定される。

さらに、第２電極１８は、試料１１を囲繞できるものであればどのように配置してもよいが、試料１１が半導体ウエハ等円板形状である場合、省スペースという観点から円環体であることが好適である。また、材質にアルミニウム、銅、チタン及びそれらを主体とした合金等、磁性の低いものを使用することにより電子ビームやイオンビームが受ける磁場変動の影響を低減できるため好適である。

また、載置部１２としては、アルミナや窒化アルミにて作製される静電チャック等が一般的に用いられている。

なお、ダストの正負帯電極性は帯電列によって決定される。例えば、ダストが、ガラス、セラミックス、ナイロン、レーヨン、アルミニウム等の微粉である場合、正に帯電しやすく、ダストがアクリル、ポリエチレン、ポリスチレン、ポリテトラフルオロエチレン、ポリエステル、アクリル、塩化ビニル、ステンレス等の微粉である場合、負に帯電しやすい。

また、ＳＥＭ内部で負に帯電したダストは、電子ビーム２０や負に印加された試料１１の電気的な反発力の影響が大きく、試料１１に向かって遊動し、試料１１に吸着することはなく、ＳＩＭ内部で正に帯電したダストは、イオンビーム２０や正に印加された試料１１の電気的な反発力の影響が大きく、試料１１に向かって遊動し、試料１１に吸着することはない。

さらに、本発明の試料ホルダ１０は、図３に示すように第３電極１６を備えることがより好ましい。

図３（ａ）はその場合の試料ホルダ１０の斜視図であり、図３（ｂ）はそのＣ−Ｃ線断面図である。

この試料ホルダ１０は、上述した図２に示すような試料ホルダ１０に、第２電極１８と載置部１２との間にそれぞれと離間して配置され、第１電極１３の印加電圧と正負が逆の電圧を印加する第３電極１６を配置したものである。

第１電極１３、第２電極１８の作用は上述の図２の試料ホルダ１０と同様であり、第３電極１６を備えることにより、第２電極１８の内側にダストが侵入することがあったとしても、このダストは試料１１に印加した電圧と同符号の電圧を第３電極１６に印加することで、ダストと第３電極１６との間に静電吸着力が発生し吸着除去することができる。

さらに、正または負の電圧が印加された第２電極１８がそれぞれ電子ビーム、イオンビームに与える影響を低減する。すなわち、試料１１の移動に伴い電子ビームやイオンビームが第２電極１８付近のパターン検査をする際、第２電極１８と上記ビームとの距離が近くなり、ビームの直進性に影響を与えるが、試料１１の電位と同等の第３電極１６があれば、第３電極１６の内側に第２電極１８に起因する電界の影響を低減できることとなる。

また、第３電極１６は、第２電極１８と試料１１との間にそれぞれと離間して配置された円環体状の導電体や絶縁体表面上に導電性膜を形成することで作製される。

さらに、第３電極１６には図３（ｃ）に示されるように絶縁体１５を装着することが好ましい。第３電極１６に絶縁体１５を装着することで、誘電率が大きくなり、静電吸着力もこの誘電率に比例して大きくなるため、吸着されたダストが振動等により再度浮遊し、試料１１への吸着を防止することができる。

上記絶縁体１５は、比誘電率が５以上のセラミックスから形成されることが好適で、例えば、アルミナ、窒化アルミニウム、窒化珪素等の各種セラミックスを用いることが好ましい。また、絶縁体１５は、一対の第３電極１６ａ，１６ｂに装着可能な形状であれば制限されるものではなく、一対の第３電極１６ａ，１６ｂの上面全てを覆うことができる円環体を始め、円板体、立方体、直方体を複数個第３電極１６ａ，１６ｂに装着してもよく、さらには、上述のような立体形状に限らず、周知の物理的気相成膜法（ＰＶＤ）や化学的気相成膜法（ＣＶＤ）を用いて、絶縁性の薄膜で第３電極１６ａ，１６ｂを被覆したものであってもよい。

この場合、第３電極１６は絶縁体１５に電圧を印加するため、図３（ｃ）に示すように一対の第３電極１６ａ、１６ｂに分割する必要がある。例えば、ＳＥＭ内部で試料１１に印加される負の電圧が、−２．５ｋＶの場合、第２電極１８の電圧を２．５ｋＶ以上、第３電極１６ａ，１６ｂの各電圧をそれぞれ０Ｖ，−５ｋＶ程度とし、絶縁体１５の表面１５ａの電圧を−２．５ｋＶ程度にし、試料１１の電位と略同電位になるように印加電圧を設定することが好適である。また、ＳＩＭ内部で試料１１に印加される正の電圧が、例えば、２．５Ｖの場合は、第２電極１８の電圧を−２．５ｋＶ以上、第３電極１６ａ，１６ｂの各電圧をそれぞれ０Ｖ，５ｋＶ程度とし、絶縁体１５の表面１５ａの電位を２．５ｋＶ程度にし、ＳＥＭの場合と同様に試料１１の電位と略同電位とすることが好適である。即ち第３電極１６ａ、１６ｂ上の絶縁体１５の表面１５ａの電位をＳＥＭや負のイオンビームを用いるＳＩＭでは負の電位、正のイオンビームを用いるＳＩＭでは正の電位にすることにより、ダストを吸着除去することが可能となる。

また、第２電極１８及び第３電極１６は、試料１１を囲繞できるものであればどのように配置してもよいが、試料１１が半導体ウエハ等円板形状である場合、省スペースという観点から図２に示すように円環体であることが好適であるが、図５に示すように断面が長方形の第２電極１８をベース外周部に試料１１を囲繞するように配置してもよい。この場合、断面形状は長方形に限らず、正方形、楕円等でも良い。また、試料１１へのダストの吸着が防げる程度であれば、試料１１を完全に囲繞する必要は無く、分割していても良い。

このような試料ホルダ１０は、検査装置内にあっては図４に示されるようなＸＹステージ２７に搭載して用いられる。このＸＹステージ２７は、検査装置試料室内部に設置され、電子ビームやイオンビーム２０が試料１１の所望の被検査部位あるいは被観察部位を照射できるように、超音波モータ２８を駆動源として試料１１を保持した試料ホルダ１０を移動させることができる。試料ホルダ１０は、ばね鋼製のクロスローラガイド等からなる案内部２９に沿って、Ｘ方向、Ｙ方向に例えばそれぞれ２００〜３００ｍｍ移動することができる。

上述した試料ホルダ１０は、ＳＥＭやＳＩＭによる試料１１の検査、観察中に生じるダストを効率的に除去するものであり、これら検査装置により好適に用いることができる。

また、本発明の試料ホルダ１０を用いた検査方法によれば、試料１１の検査中に、上記試料ホルダ１０における第１電極１３により試料１１に基準電位に対して正または負の電圧を印加するとともに、上記第２電極１８により試料１１への印加電圧に対して正負が逆で且つ絶対値が同等又はそれ以上の電圧を印加させることにより、試料１１へのダストの吸着が低減され、検査に起因した試料１１へのダストの吸着が低減され、回路パターン間の短絡等、電気回路に致命的なダメージを与えることを防ぐことができる。

さらに、第３電極１６により上記第１電極１３の印加電圧と正負が逆の電圧を印加させることにより、電子ビームもしくはイオンビームの直進性が確保できるとともに、振動等によるダストの再浮遊も防止でき、パターンの欠陥および異物の位置を精度良く検査できると共に、パターン間の距離も正確に検査することができる。

以下、本発明の実施例を説明する。

窒化アルミニウムを主成分とする静電チャックの構造を有する外径２００ｍｍ、厚み１０ｍｍからなる載置部１２と、リン青銅製のコイルバネ４１（長さ７ｍｍ、線径１．０ｍｍ）、電極本体４３等からなる第１電極１３とを備える試料ホルダ１０を数個準備し、いずれの試料ホルダも直径８インチのシリコンウエハを保持した。

本発明の試料ホルダＮｏ．１では、アルミ合金（外径２６０ｍｍ、内径２５０ｍｍ、厚み５ｍｍ）で製作した第２電極１８をシリコンウエハ及び第１電極１３より離間し、載置部１２と同心円状に配置した。

また、本発明の試料ホルダＮｏ．２には第２電極１８に加え、第２電極１８、試料１１間に、アルミナ（純度：９５％以上）を主成分とし、上面に銀−銅−チタンの化合物ペーストを塗装した第３電極１６（外径２３０ｍｍ、内径２１５ｍｍ、厚み９ｍｍ）を載置部１２と同心円状に配置した。

また、本発明の試料ホルダＮｏ．３には、上記Ｎｏ．３の第３電極１６を、アルミナ（純度：９５％以上）を主成分とし、上面に一対の第３電極１６ａ，１６ｂからなる第３電極１６を銀−銅−チタンの化合物ペーストにて形成し、その上に絶縁体１５（外径２３０ｍｍ、内径２１５ｍｍ、厚み１ｍｍ）を導電性接着剤にて接合したものを配置した。この際、一対の第３電極１６ａ，１６ｂ間の耐電圧は５ｋＶ以上とした。

また、比較例の試料ホルダＮｏ．４として、アルミ合金（外径２６０ｍｍ、内径２５０ｍｍ、厚み５ｍｍ）で製作した第２電極３６を試料３１及び第１電極３３より離間し、載置部３２と同心円上に配置した。また、第１電極３３は、第１電極１３と同じものを用いた。

次に、上記試料ホルダＮｏ．１〜５をそれぞれアルミニウム合金を主成分とするＸＹステージ２７（３５０ｍｍ×３５０ｍｍ×２００ｍｍ）上に搭載した後、このＸＹステージ２７を個別に真空チャンバに収容した。

ここで、第１電極１３、第２電極１８、第３電極１６、第３電極１６ａ，１６ｂ及び第１電極３３、吸着電極３６ａ、３６ｂの印加電圧の値を表１に示すように設定した。

ＸＹステージ２７を真空チャンバに収容後、真空チャンバ内の真空度を１．３３×１０^−４Ｐａに設定し、電子ビーム２０を試料１０に照射した状態で、ＸＹステージ２７に搭載した試料ホルダＮｏ．１〜５をＸ方向、Ｙ方向共に連続往復移動させた。ここでＸ方向及びＹ方向の移動距離、速度、加減速加速度をそれぞれ２００ｍｍ、５０ｍｍ／秒、０．１Ｇとし、Ｘ方向及びＹ方向共１００００回の連続往復移動を１セットとして、１０，２０,３０セット後に、シリコンウエハに吸着する粒径０．１５μｍ以上のダストの有無をダストカウンタにて確認した。

なお、このダストカウンタはシリコンウエハ表面にレーザを照射して、シリコンウエハ上に吸着したダストからの散乱光を検出、分析する方式のものである。

この結果を表２に示す。

表２の結果から、比較例である試料ホルダＮｏ．４は３セット後に粒径０．１５μｍ以上のダストの吸着が８３個確認されたのに対し、本発明の試料ホルダＮｏ．１〜３は、それぞれ３セット後に１２個、５個、３個しか確認されなかったことが判った。

また、試料ホルダＮｏ．２，３は、それぞれ２セット後、３セット後になって始めてダストの吸着が確認され、よりダストの吸着効率が向上していることが判った。

検査装置を用いた試料の検査の概要を説明するための分解斜視図である。（ａ）は、本発明の試料ホルダの一実施形態を示す斜視図、（ｂ）は同図（ａ）のＡ−Ａ線断面図、（ｃ）は同図（ｂ）の第１電極部分を示す拡大断面図である。（ａ）は本発明の試料ホルダの他の実施形態を示す斜視図、（ｂ）、（ｃ）は同図（ａ）のＣ−Ｃ線断面図である。本発明の試料ホルダをＸＹステージに搭載した斜視図である。本発明の試料ホルダのさらに他の実施形態を示す斜視図である。（ａ）従来の試料ホルダを示す斜視図、同図（ａ）のＢ−Ｂ線断面図である。従来の試料ホルダに第１電極及び第２電極を付加した断面図である。

符号の説明

１０，３０：試料ホルダ
１１，３１：試料
１２，３２：載置部
１３，３３：第１電極
１４，３４：ベース
１５，３５：絶縁体
１６：第３電極
３６：吸着電極
１８：第２電極
２０，４０：ビーム（電子ビーム、イオンビーム）
２１：ビーム銃（電子銃、イオン銃）
２２：加速電極
２３：アパーチャ
２４：偏光電極
２５：対物レンズ
２６：検出器
２７：ＸＹステージ
２８：超音波モータ
２９：案内部
４１：弾性部
４２：先端部
４３：電極本体
４４：枠

Claims

検査又は観察用の試料が載置される載置領域を有する載置部と、正または負の電圧を上記試料に印加する第１電極と、該第１電極による印加電圧と正負が逆で且つ絶対値が同等又はそれ以上の電圧が印加され、上記第１電極より離間するとともに、上記載置領域の外側であって該載置領域の周囲に配置された第２電極とを有することを特徴とする試料ホルダ。
上記第２電極と載置部との間に、両者と離間して配置され、上記第１電極による印加電圧と同符号の電圧が印加される第３電極を配置したことを特徴とする請求項１に記載の試料ホルダ。
上記第３電極は絶縁体を備えたことを特徴とする請求項１又は２に記載の試料ホルダ。
請求項１〜３の何れかに記載の試料ホルダを備えたことを特徴とする検査装置。
載置された試料にビームを照射し、上記試料から放出された２次電子や反射電子を電子検出器で検出することにより電子検出器からの信号を光電変換等により画像に表す請求項４に記載の検査装置を用いた検査方法であって、検査中、上記試料ホルダにおける第１電極により試料に正または負の電圧が印加されるとともに、上記第２電極に試料への印加電圧と正負が逆で且つ絶対値が同等又はそれ以上の電圧が印加されることを特徴とする検査方法。